שימוש בחלבונים לתהליכים ירוקים במקום תהליכים מזהמים בחקלאות

ד”ר איתמר ידיד מהמעבדה לחקר מסלולים מטבוליים ואבולוציה של חלבונים במכון המחקר מיגל, שוקד במחקריו על ייצור חלבונים ירוקים לסביבה, ייצור חומצה אמינית-מתיונין, וסיבים תזונתיים כמזון לחיידקים 

ד”ר איתמר ידיד מהמעבדה לחקר מסלולים מטבוליים ואבולוציה של חלבונים במכון המחקר מיגל, שוקד במחקריו על ייצור חלבונים ירוקים לסביבה, ייצור חומצה אמינית-מתיונין, וסיבים תזונתיים כמזון לחיידקים.

ד”ר ידיד, השותף למחקר חיסון נגד הקורונה, זכה לאחרונה בשלושה מענקי מחקר; לייצור סיבים תזונתיים באמצעות אנזימים (חלבונים), שפותחו במעבדה, לייצור חומצה אמינית – מתיונין, ובאפיון החלבונים שבזכותם מסוגל חיידק לייצר את המולקולה, במטרה לפתח תרופות ותוספי מזון מן הטבע.

זרקור  על חלבונים

במעבדה לחקר מסלולים מטבוליים ואבולוציה של חלבונים, מתחקה ד”ר ידיד אחר התנהגות החלבונים במטרה להבין כיצד מתפתחים חלבונים, וכיצד נרכשות תכונות חדשות. ד”ר ידיד

מוביל תהליכים יעילים וספציפיים, המבוססים על חלבונים, כאלו שניתן ליישם בתעשיות המזון והתרופות.

החלבונים הינם למעשה ‘מכונות קטנות’, המוציאות לפועל את כל הפעולות המתרחשות בגוף האדם. לפיכך קובעים החלבונים את תכונות האורגניזם החי. ניתן לתאר את החלבונים כשרשראות ארוכות המורכבות מ “20 אותיות” (בהשאלה), שמהן ניתן לכתוב “מילים”, כלומר קומבינציות ואפשרויות. בכל חלבון, קיימות כמעט אותן האותיות, רק הסדר והכמות משתנים בין חלבון אחד לאחר. במעבדה חוקרים איך הסדר וההרכב המסוים של ״אותיות״ בחלבון מסוים גורם לפעולה כלשהי”. 

על-ידי ההבנה של החוקים לפיהם פועלים חלבונים, החוקרים במעבדה מפתחים תהליכים “ירוקים”, שהם זולים, ידידותיים לסביבה ולכן משתלמים מכל הבחינות, וזאת במקום התהליכים הכימיים הקיימים, הפוגעים בסביבה. 

סיבים תזונתיים כמזון לחיידקים

במעבדה לחקר מסלולים מטבוליים ואבולוציה של חלבונים, חוקרים כיצד מתפתחים המסלולים המטבוליים בחיידקים. לדברי ד”ר ידיד:  “קיימת חשיבות רבה לחיידקים בעולם. הם נמצאים בכמויות גדולות בכל מקום, ויכולים לבצע פעולות רבות שאנחנו, בני האדם ובעלי חיים אחרים, לא מסוגלים, כדוגמת פירוק וייצור של חומרים שונים״.

מערכת העיכול של האדם לא מסוגלת לפרק ולעכל סיבים תזונתיים המשמשים כמזון לחיידקים, שחיים במעי הגס. התזונה הלא מאוזנת, שהחברה המערבית צורכת, ענייה בסיבים ולא מספקת מספיק מזון לחיידקים. לאוכלוסיות חיידקים בריאות ומגוונות ישנה חשיבות רבה ותרומתן, בין השאר בספיגת מינרליים, ייצור ויטמינים, ובקיום דיאלוג תמידי עם מערכת החיסון, כדי לשמור אותה מאוזנת. האנזימים המפותחים במעבדה מסוגלים לייצר שרשראות מורכבות של סוכרים (סיבים תזונתיים) מסוכרים פשוטים. התהליך מבוסס האנזימים יגדיל את זמינות הסיבים ואת המגוון שלהם. לאחרונה,  זכה ד”ר ידיד במענק מחקר של 440 אלף שקלים ,מרשות החדשנות, ונרשם כפטנט, שהוביל לקשר עם חברות מזון גדולות, במטרה להמשיך את  תהליכי המחקר והפיתוח, של ייצור סיבים תזונתיים באמצעות אנזימים (חלבונים) שפותחו במעבדה.

מענק מחקר נוסף על סך מיליון שקלים התקבל לאחרונה ממשרד החקלאות. המחקר מתבצע עם פרופ’ רחל אמיר  ואיתי בלוך ממיגל, וד”ר מעין גל מאוניברסיטת תל-אביב, למטרת ייצור חומצה אמינית – מתיונין, הנמצאת במזונות ובצמחים בכמויות זעירות ביותר, והמחקר עוסק בדרכים יעילות לייצר את החומצה האמינית, כתוסף מזון לבעלי חיים ולאנשים, שלא מקבלים כמות מספיקה של מתיונין מהמזון אותו הם צורכים. רוב בעלי החיים לא יודעים לייצר את החומצה הזו לבד (חומצה אמינית חיונית), וחשיבותה בכך שהיא אחת מתוך “20 האותיות” המצויות בחלבון, המסייעת לבניית כלל החלבונים בגוף של האורגניזם החי.

במחקר נוסף המתקיים במעבדה בראשות ד”ר ידיד במכון המחקר מיגל, החוקרים מאפיינים חיידק שמייצר מולקולה ייחודית. המחקר מתמקד באפיון החלבונים שבזכותם מסוגל החיידק לייצר את המולקולה. לאפיון זה ומציאת המסלול המטבולי הייחודי פוטנציאל לתרום במישורים רבים, ובהבנה הבסיסית של האופן בו מיקרואורגניזמים  מייצרים מולקולות מורכבות, וביישום תוצאות המחקר, במטרה לפתח תרופות מחומרי טבע.

בהמשך למחקרים המתקיימים במעבדה, שותף ד”ר ידיד במחקר המתקיים במכון המחקר מיגל לפיתוח חיסון נגד נגיף הקורונה.

עוד בנושא באתר הידען:

• ודות הדיאטה של דבורת הדבש
• אוניברסיטת בר אילן: פריצת דרך מחקרית בתחום הגמילה מסמים
• לראשונה בעולם הגיעו חוקרים מהאוני’העברית ומגרמניה לייצור עצמי של קורי עכביש