מדענים ישראלים מתחילים למלא תפקיד מרכזי בתחומי מחקר חדשים המשלבים גנטיקה ומחשבים
התרשים מתאר מלמעלה למטה את שלבי ההשתקה של גן: מעירור מולקולת ה-רנ"א, דרך חיתוכה בידי האנזים למקטעים קצרים ועד שקומפלקס חלבונים משלים את ההרס
תחום מחקר מדעי חדש, המסתייע בטכנולוגיות מחשב מתקדמות, מתחיל להתפתח באחרונה: המחקר ב- ,RNAi או ב"התערבות ה-רנא"ית". ביתר דיוק: השתקת גנים.
ה-רנ"א היא המולקולה המעבירה את הקוד הגנטי. על-פיו מסונתז התוצר החלבוני של הגן. מדובר איפוא בכלי חדיש להערכת תיפקוד הגנים ולאימות התקפות של מטרות תרופתיות. בעזרתו, מקוים מדענים ויצרניות התרופות, אפשר יהיה ליצור סוגים חדשים של תרופות גנטיות. הן יהיו ממוקדות-מטרה, מבוססות על "השתקת גנים". אלו אמורות להיות תרופות יעילות הרבה יותר מהמקובלות כיום.
תופעת השתקת הגנים, RNAi-ה, נתגלתה לפני כארבע שנים בתולעים שטוחות, נמטדות (אותן תולעים המשמשות מודל להרבה מאד מחקרים על גנים והתפתחות התאים בבני-אדם. אחת הסיבות לכך: גופה בנוי מפחות מ-1000 תאים ועם זאת, רוב הגנים שלה "זהים" גם בבני-אדם).
השתקת הביטוי של גן ספציפי, הורסת את המולקולה (mRNA) המכילה את הקוד הגנטי, על-פיו מיוצר חלבון כלשהו בגוף. תהליך ההשתקה מותנע בידי מולקולת RNAאחרת, דו-גדילית (dsRNA). סבורים שזהו מנגנון ההגנה הטבעי של התא, כנגד נגיפים שונים המנסים לתקוף אותו.
מאז נתגל תה תופעת RNAi-ה, התברר שהיא נמצאת גם בזבוב הפירות, בתולעים, בפטריות, בצמחים – וכנראה שגם בתאי האדם. ניתן להפעיל אותו, באופן מלאכותי, להשתקת ביטוי של גוף שאחראי על יצירת חלבון ספציפי.
החוקרים סבורים שהתנעת מנגנון ההשתקה מתחיל בהחדרת מולקולה דו-גדילית של רנ"א לתא. בתוכו נחתכת המולקולה הנ"ל למיקטעים, על-ידי האנזים .Dicer החיתוך יוצר מיקטעים קצרים וחד-גדילים. כל מקטע חד-גדילי של רנ"א, בצירוף קומפלקס חלבונים, הורס את mRNA-ה המשלים לו. על-ידי בחירת רצף הרנ"א הדו-גדילי המתאים, ניתן להשתיק גן רלוונטי, שסומן כיעד הפעולה.
באדם צריך הרנ"א הדו-גדילי להיות מתוכנן כמיקטע קצר, בן 21 נוקלאוטידים (גרעיני התאים) כדי למנוע תגובה רעילה של התא.
בשבוע שעבר הודיעו מדענים בארה"ב על הצלחתם להכפיל את תוחלת החיים של הנמטודה (החיה כרגיל שבועיים), ללא תופעות לוואי פיזיולוגיות – רק בהשתקת הגן ,daf-2 המעורב בתהליך התבגרותה והזדקנותה וגם בויסות מחזור הפוריות. בראש צוות החוקרים עמדה ד"ר סינטיה קניון מאוניברסיטת קליפורניה בסן-פרנסיסקו. ההשתקה מנעה את התרבותה ועצרה את מחזור הפוריות.
אבל מדעני חברת ק ומפיוג'ן הישראלית, בשיתוף יצרנית התרופות השוייצרית נוברטיס, מרחיבים עתה את תחומי המחקר RNAi-ב. קומפיוג'ן פיתחה טכנולוגיה למיפוי ה"איחוי החלופי" (Alternative Splicing) – תופעה ביולוגית שבה גן בודד, מניב כמה תוצרים חלבוניים, על-ידי שיעתוק רנ"א'ים המקודדים לחלקים שונים בגן. דפוסי התופעה קריטיים לתיכנון הרנ"א הדו-גדילי – להשתקה אופטימלית של גן. כן מתמקדת קומפיוג'ן בחקר ה"גשר הביולוגי", בין הגנים לבין החלבונים המקודדים להם ("הטרנסקריפטום").
השימוש במחשבים ובתוכנות מאפשר לתכנן ספריות-ענק של גנים ומולקולות המעכבות/משתקות ביטויי גנים ותוצריהם. סינטזות שיתבססו על ספריות הגנים והמולקולות, יאפשרו הערכה מדוייקת בדבר תיפקודי הגנים ותקפות המטרות, אותן "יתקפו" התרופות החדישות, ממוקדות היעד, שיפותחו בעתיד.
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~368320329~~~48&SiteName=hayadan
