במחקר שהתפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי Nature Cell Biology ביקשו פרופ’ גרוס וחברי הצוות שלו לקבל תמונה מלאה יותר על פעילות BID
ההתנהגות שלנו תלויה לא רק בשאלה מי אנחנו, אלה גם בשאלות היכן אנחנו נמצאים ובחברת מי. דבר זה נכון גם לגבי ההתנהגות של חלבון הקרוי BID, אשר ממלא תפקיד מרכזי במעגלי החיים של התאים בגופנו. מדענים במכון ויצמן למדע גילו, כי חלבון זה מסוגל לחלק את הפעילות שלו בין שני אתרים שונים בתא, וכי הפעילות שלו בכל אחד מהם עשויה להיות עניין של חיים או מוות. ממצאים אלה עשויים לתרום תרומה חשובה להבנת מחלות רבות, החל במחלה גנטית נדירה, ועד תסמונות מטבוליות נפוצות כמו השמנת יתר וסוכרת.
כאשר התחילו פרופ’ איתן גרוס, מהמחלקה לבקרה ביולוגית, וחברי צוות המחקר שלו לבחון את חלבון BID במבחנה, הם גילו, כי הוא זה שבוחר לאן להפנות תאים פגועים – כמו, לדוגמה, תאים שהחומר הגנטי שלהם ניזוק: האם יתאבדו כדי להציל את היצור כולו, או יעברו תיקון וימשיכו לחיות. עוד התגלה, כי בתפקיד זה מעורב חלבון שני הקרוי ATM – מעין “מנהל” שמפקח על פעולותיהם של BID ושל מספר חלבונים נוספים. צוות המחקר גילה, כי כל עוד ה-ATM שומר על קשר עם BID, התא הפגוע נשאר בחיים. כש-ATM נמנע מהקשר הזה, BID מתחבר לחלבונים המצויים של פני השטח של אברונים הקרויים מיטוכונדריות – ספקי האנרגיה של התא – ואז מתחילה שרשרת האירועים שמובילה למות התא.
במחקר שהתפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי Nature Cell Biology ביקשו פרופ’ גרוס וחברי הצוות שלו לקבל תמונה מלאה יותר על פעילות BID. לשם כך, ביחד עם תלמידות המחקר מריה מריאנוביץ’ וגליה אוברקוביץ וד”ר חגית ניב, יצרו עכברים בעלי מוטציה בחלבון BID, שמונעת ממנו לקבל הוראות מ-ATM.
הניסויים, שהובילה מריה מריאנוביץ’, הראו כי BID מסוגל לבצע מספר תפקידים בעת ובעונה אחת. כפי שגילו בניסויים במבחנה, הוא אחראי על החלטת התא האם להתאבד או להישאר בחיים. המדענים לא הופתעו לגלות, כי תאים שעברו מוטציה ב-BID נטו להתאבד בשיעורים גבוהים, במיוחד תאי לשד העצם, שהם רגישים במיוחד לפגיעות בדי-אן-איי. בנוסף, ולכאורה ללא קשר, BID גם מבקר את התפתחותם של תאי גזע שבלשד העצם לתאי דם בוגרים ומתפקדים. תאי גזע אלה משמשים כעתודות לכל סוגי תאי הדם במשך כל חיי היצור, וההתמיינות שלהם היא תהליך מבוקר בקפדנות. לעומת זאת, בעכברים אשר עברו את המוטציה המונעת מ-BID לתקשר עם ATM התמיינו תאי הגזע ללא הרף, והמאגר שלהן בלשד העצם אזל במהירות.
כדי להבין כיצד BID ממלא שני תפקידים שונים בעת ובעונה אחת, בדקו המדענים לאן הוא הולך ועם אילו חלבונים הוא נפגש. הם מצאו, שהפגישות עם ATM מתחוללות בגרעין התא. ניסוייהם הראו, כי ATM נושא “צו הרחקה” פיסי, אשר אומר ל-BID להישאר במקומו – הרחק מהמיטוכונדריות. ללא הפקודה הזו מה-ATM, ה-BID נע בחופשיות לאתר החלופי שלו, על פני השטח של המיטוכונדריות. שם מתחיל רצף אירועים: המפגש שלו עם חלבוני המיטוכונדריה גורם ליצירה של תרכובות חמצן פעילות. תרכובות אלה פועלות כמו כדורי רובה, אשר קורעים חורים בקרום המיטוכונדריות, וכך מאפשרים שחרור של רעלים אשר הורגים את התא כולו. אותן תרכובות משמשות גם כמעין “אות חירום” לתאי הגזע בלשד העצם, אשר קורא להם להתמיין במהירות לתאי דם.
המדענים סבורים, כי השותפות בין BID ל-ATM פועלת כמנגנון בקרה, אשר חש את כמות הנזק שנגרמה לדי-אן-איי בתא, ומכוון בהתאם לכך את רמות תרכובות החמצן הפעילות. לפי פרופ’ גרוס, ממצאים אלה מפתיעים – לא רק בגלל התפקיד החדש של BID שהתגלה כעת. הם גם הניבו תובנות מעניינות לגבי קשר לא ידוע עד כה בין המיטוכונדריות לבין גרעין התא, וחשפו את הקשר ההדוק בין שני שלבים במעגל החיים של התא – התאבדות תאים, והתחדשות של תאים בוגרים.
פרופ’ גרוס וחברי הצוות שלו מאמינים, שממצאים אלה עשויים להיות רלבנטיים בעתיד למחקר ביו-רפואי. מוטציות ב-ATM בבני אדם גורמות מחלה נדירה אך קשה מאוד – Ataxia-Telangectesia – אשר משפיעה על כל חלקי הגוף. נראה, כי מרבית התסמינים הקשים של המחלה קשורים לעודף של תרכובות חמצן פעילות, הגורמות נזק. פרופ’ גרוס סבור, שפיתוח דרכים לעיכוב BID עשוי להקל על התופעות האלה, ולהאריך את חיי החולים. בנוסף, ייתכן שיימצאו יישומים רחבים יותר: מחקרים שונים רומזים, באחרונה, על קשר בין התנהגות BID, וחלבונים נוספים אליהם הוא נקשר, לבין תסמונות מטבוליות כמו השמנת יתר וסוכרת, וכן למחלות אוטו-אימוניות ואף סרטן. לכן, יכולות להיות סיבות טובות רבות למצוא דרכים להפנות את BID למקום הנכון, ולמפגשים הנכונים, בזמן הנכון.
עוד השתתפו במחקר: ד”ר יהודית זלצמן ולידיה ורביוב מהמחלקה לבקרה ביולוגית, פרופ’ סטפן יונג ופרופ’ צבי לפידות מהמחלקה לאימונולוגיה, וד”ר רבקה הפנר וד”ר אורי ברנר מהמחלקה למשאבים וטרינריים.
חלבון אחד – שתי פנים. איור: אלית אבני-שרון
