קוצו של יו”ד

משפחת חלבונים, הקרויים אימפורטינים, שעל-פי הסברה המקובלת נמצאים אך ורק בסמוך לגרעין התא, התגלו גם בקצותיהם המרוחקים של התאים הארוכים ביותר – תאי עצב. כעת החוקרים ממכון ויצמן שגילו אותם גילו גם כיצד מגיעים האינפורטינים מגלעין התא לאקסונים שבקצה המרוחק

לפני מספר שנים גילו פרופ’ מייק פיינזילבר וחברי קבוצתו, מהמחלקה לכימיה ביולוגית במכון ויצמן למדע, תגלית מפתיעה: משפחת חלבונים, הקרויים אימפורטינים, שעל-פי הסברה המקובלת נמצאים אך ורק בסמוך לגרעין התא, התגלו גם בקצותיהם המרוחקים של התאים הארוכים ביותר: תאי עצב של מערכת העצבים ההיקפית. תאים אלה יוצרים שלוחות – הקרויות אקסונים – שאורכן יכול להגיע עד לאורך של מטר באדם בוגר.

התפקיד העיקרי של האימפורטינים הסמוכים לגרעין היה ידוע: חלבונים אלה מובילים חומרים שונים אל תוך גרעין התא והחוצה ממנו, דרך הקרום המגן על הגרעין. פרופ’ פיינזילבר וחברי קבוצתו הראו, כי גם האימפורטינים שבאקסונים, המרוחקים מגרעין התא, ממלאים תפקיד בהובלה, אם כי מסוג שונה: כאשר תא העצב נפגע בנקודה כלשהי לאורך האקסון, האימפורטינים מתגייסים לעזרה ומתפקדים כמעין “מערכת התראה”, אשר מסיעה את אותות המצוקה ליעדם – גרעין התא.

תגלית זו העלתה שאלה מעניינת: כיצד מגיעים האימפורטינים לאקסונים? עדויות ראשוניות הצביעו על האפשרות שאחד האימפורטינים החשובים, הקרוי אימפורטין בטא 1, מיוצר בדיוק בזמן ובמקום בו הוא נדרש: לאחר פגיעה בתא העצב, הוא נוצר באקסון עצמו, בסמוך למקום הפגיעה. עדויות אלה עמדו בסתירה לסברה שהתבססה בעקבות שנים ארוכות של מחקר מדעי, לפיה חלבונים אינם מיוצרים בשלוחות אקסונליות של תאי העצב, אלא בגוף התא בלבד. סברה זו התבססה, בין היתר, על העובדה שקשה היה לגלות ריבוזומים (בתי חרושת לחלבונים) באקסונים בשיטות מיקרוסקופיות.

יישוב הסתירה אינו משימה פשוטה: השיטות המקובלות להשתקת גנים – במטרה ללמוד את תפקידם – אינן יעילות במקרה זה, שכן האימפורטינים הם חלבונים חיוניים להישרדות התא ובעל החיים כולו. במחקר של רותם בן-טוב פרי, תלמידת מחקר משותפת בקבוצתו של פרופ’ פיינזילבר ובקבוצתו של ד”ר אברהם ירון, התגלתה אפשרות להבחין בין חלבון האימפורטין בטא 1 שבגוף התא לבין אחיו שבאקסון: התברר כי מולקולת האר-אן-אי-שליח המקודדת לחלבון שבאקסון מכילה פיסה נוספת, שאחראית לשליחת האר-אן-אי לאקסון, ולכן היא ארוכה יותר. כדי לפגוע באופן ספציפי בחלבון זה, המדענים, ביחד עם פרופ’ ג’ף טוויס מאוניברסיטת דרקסל שבפילדלפיה, השתמשו בטכנולוגיות מדויקות למחיקת גנים. במקום למחוק את הגן במלואו, הם הסירו רק את פיסת האר-אן-אי הנוספת. באופן זה, האימפורטין בטא 1 אשר נוצר בגוף התא, וחיוני להישרדות העובר, לא נפגע.

העכברים המהונדסים שנוצרו באופן זה אכן יצרו כמויות תקינות של אימפורטין בטא 1 בגוף תאי העצב, אך לא באקסונים. לעכברים אלה נדרש פרק זמן ארוך יותר כדי להתאושש מפגיעה עצבית, וגם הגנים המופעלים בדרך כלל בתגובה לפגיעה כזו הראו הפעלה נמוכה יחסית. כל העדויות הצביעו על כך שהאימפורטין בטא 1, אשר מדווח לתא העצב על פגיעה, אכן מיוצר באופן מקומי באקסון.

פרופ’ פיינזילבר: “בניסויים אלה הצלחנו זו הפעם הראשונה להראות, שעיכוב בהובלה של אר-אן-אי-שליח מסוים לאקסון, גורם להעלמות של החלבון המקודד מהאקסון. המחקר מוכיח באופן חד משמעי כי האימפורטין בטא 1 מיוצר באקסונים, ומאשר את התפקיד החיוני שממלאים חלבונים אלה בשיקום של תאי עצב”. הממצאים, שהתפרסמו באחרונה בכתב העת Neuron, עשויים להצביע על דרכים לטיפול יעיל יותר בפגיעות עצביות, ולהאצת השיקום של תאי עצב פגועים.

למאמר המדעי: