חלבונים מרושלים כנראה מסייעים לאורגניזמים להתאים עצמם לתנאים משתנים

גילת סיימון

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/prionsevo.html

פריונים, החלבונים המעוותים המקושרים בדרך כלל למחלה (ע”ע הפרה ה משוגעת, עורך האתר, א.ב.), יכולים לסייע לאורגניזמים להתאים את עצמם לתנאים סביבתיים קשים, ע”י שינוי קל של החלבונים המיוצרים ע”י התא. הממצא תומך ברעיון שחלבונים, כמו גם דנ”א, הם חיוניים בהנעת האבולוציה.
פריונים הינם חלבונים אשר נשזרים באחת משתי צורות. ביונקים, צורה אחת של פריון כלל אינה מזיקה, ומתפקדת באופן תקין, ואילו הצורה השניה של אותו חלבון מדבקת וגורמת לפגיעה. מניחים שהיסוד למחלת הפרה המשוגעת ולמחלה האנושית השקולה לה, מחלת קרויצפלד-ג'קוב, הינו פריונים.
אולם מדענים שחקרו את השמר סקרומייצס סרביסיאס מצאו כי, בכמה מקרים, לפריונים מדבקים עשוי להיות תפקיד חשוב. במושבות של תאי שמרים, כמה תאים נושאים את הסוג ה”נורמלי”, התקין, של החלבון, בעוד שאחרים מאחסנים את הסוג המדבק, אשר מצטבר לגושים ומועבר מתא אחד לאחר.
לפני ארבע שנים, סוזן לינדקויסט והת'ר תרו ממכון וויטהד במסצ'וסטס, הראו שפריון שמר כזה יכול לשנות את הדרך שבה התאים מתנהגים. בצורתם המדבקת, הפריונים סייעו לשמר לעבור אדפטציה (התאמה), והשפיעו על שיעור השרידה של השמרים אשר גודלו על מגוון נוטריאנטים או טמפרטורות. כלומר, נוכחות הפריונים סייעה בדרך כל שהיא לתאים להתאים עצמם לתנאים משתנים (ואף קשים) של הסביבה.
כעת לינדקויסט ועמיתיה פענחו כיצד הפריונים עושים זאת. בצורתו ה”תקינה”, החלבון מסייע לקרוא ולהמיר את הקוד הגנטי לחלבונים אחרים. אולם בצורתו המדבקת, הפריון מפסיק לתפקד. משמעות הדבר היא שייצורם של חלבונים רבים אחרים הופך להיות מעט מרושל יותר.
קיצור דרך אבולוציוני
המדענים מאמינים אם כך שהפריונים מציעים דרך מזורזת לשמרים להתפתח, משום שאותם התאים עם הפריון המדבק מייצרים טווח רחב של חלבונים מעט שונים מהנורמלי. בדרך כלל חלבונים מרושלים כאלה מהווים בעיה משום שאינם מתפקדים בתנאים רגילים בצורה יעילה כמו החלבונים הנורמלים. אולם במצבים בהם חל שינוי (לעיתים קיצוני) בתנאים הסביבתיים, מגוון חדש זה של חלבונים, שונים במעט מהחלבונים הרגילים, מהווה מאגר יעיל של חלבונים מותאמים יותר לתנאים החדשים. אותם תאים שבהם הפריונים המדבקים גרמו ליצירת חלבונים מרושלים המקנים התאמה לסביבה המשתנה, מהווים ייתרון שרידותי לתא עצמו והן למושבת השמרים כולה.
ייתכן שמנגנון זה חשוב בסיוע לשמרים לשרוד במשך פרקי זמן קצרים, אומרת תרו. הדבר נותן זמן לתאים להשתפר גנטית ע”י צבירת שינויים גנטיים הדרושים לשם השרידה בתנאים החדשים. שינויים גנטיים אלה מועברים לדורות הבאים.
מנגנון החלבונים המרושלים אינו גנטי, והוא מבוסס על ייצור חלבונים בתנאים פחות מחמירים, עקב שיתוק אחד החלבונים שלוקחים חלק בתהליך התרגום. שיתוק החלבון (בצורת מופע פריון מדבק) מאפשר יצירת מגוון חלבונים בעלי מבנה דומה, אך לא מדוייק לחלבונים ה”רגילים”. השוני בחלבונים המרושלים מאפשר התאמה טובה יותר לתנאים שהשתנו, אולם השינוי אינו תורשתי ואינו קבוע. זהו שינוי זמני, שמהווה מעין שלב מעבר, עד שהשינויים הגנטיים יתרחשו ויאפשרו שינוי קבוע במבנה ובתכונות החלבונים.
ממצאי המחקר מנוגדנים להנחה הכללית באבולוציה, הטוענת שכאשר אורגניזמים מותאמים לשינוי בסביבתם, הם עושים זאת ע”י רכישת מוטציות אקראיות בדנ”א שלהם.
“אני חושב שכל הגישה החדשה הזו מאד חשובה” אומר הביולוג המולקולרי מייקל שניידר מאוניברסיטת ייל בניו הייבן, קונטיקט. חלבונים אחרים באורגניזמים שונים עשויים לפעול באופן דומה, מציע שניידר, ע”י שינוי קל בצורה או בכמות החלבונים שנוצרים. “לא ברור לנו כרגע עד כמה נפוצה תופעה זו” הוא אומר.
הכתבה מעובדת ע”פ כתבה בחדשות נייצ'ר:
לידיעה בנייצ'ר
ידען אבולוציה בפעולה

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~933681498~~~37&SiteName=hayadan