מנוע נאנו בהנעה הפוכה

לגילוי זה השלכות על מחקר הסרטן ועל ננוטכנולוגיה

חוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב, בשיתוף עם קבוצה מאוניברסיטת גוטינגן בגרמניה, גילו תכונה מדהימה של חלבוני מנוע החיוניים לחלוקת התא. החוקרים, דר’ לאה גבר, מהמחלקות לביוכימיה קלינית וכימיה וממכון אילזה כץ לננוטכנולוגיה, באוניברסיטת בו-גוריון, עמיתה למחקר, פרופ’ קריסטוף שמידט מגרמניה, וקבוצותיהם, הצליחו להראות שחלבון מנוע-החלוקה משמר-ההנצה (שמר הלחם והבירה) יכול לנוע בשני הכיוונים. תוצאות המחקר פורסמו לאחרונה בכתב העת EMBO Journal.

יתרה מזאת: כלפי קטבי התא, חלבון זה נע פי 10 מהר יותר מכל חלבוני מנוע מאותה משפחה, הידועים עד כה. ממצאים אלו התאפשרו הודות למיקרוסקופיה פלורסנטית ברזולוציה גבוה, שבעזרתה החוקרים צפו בתנועה של חלבון מנוע בודד גם במערכת מודל וגם בתוך תא חי. היבט מעניין במיוחד של הממצא שלהם טמון בעובדה שחלבוני המנוע משנים את תנועתם להילוך קדמי איטי בדיוק במרכז התא, כשהם מרחיקים את קטבי התא ומסיעים בהפרדת הכרומוסומים. מכוונות ננו-מטריות אלו יכולות, בדיוק כמו מכוניות מעשה אדם, לשנות את מהירותן באופן דרסטי ואפילו לשנות כיוון כאשר הן עובדות תחת עומס.

גילויים חדשים אלו מראים שהמכונות הביולוגיות הננו-מטריות הן יעילות ומגוונות יותר מאשר האמינו בעבר. הבנת פעילותם של חלבוני מנוע אלו היא חיונית למחקר הבסיסי, לחקר ולהבנת הסרטן ולהתפתחות ננו-טכנולוגית ברפואה ובתעשייה.

חלוקת התא היא תהליך מרכזי בהתפתחות וגדילה, אשר במהלכו כרומוזומים מוכפלים מועברים מתא אם אחד לשני תאי בת. תהליך זה הוא מבוקר מאוד ומונע על-ידי חלבונים מיוחדים, המכונים “חלבוני מנוע”. משפחות חלבוני מנוע העיקריות הן משפחת הקינזין (Kinesin) והדינאין (Dynein). עד כה האמינו כי כל חלבון מהמשפחות הללו מתוכנן לנוע בכיוון מוגדר על פני “המסילות” שלו, סיבי המיקרוטיבולים (microtubules); סוג אחד נע לקוטבי התא והסוג השני לכיוון מרכז התא.