תג הזהב: כיצד פועל התג הכימי m6A המעורב בבקרה על הגנום האנושי?

לטעויות בסימון התג עלולות להיות השלכות מרחיקות לכת: הן עלולות, בין היתר, למנוע מתאי גזע עובריים להתמיין לרקמות השונות

לטעויות בסימון התג עלולות להיות השלכות מרחיקות לכת: הן עלולות, בין היתר, למנוע מתאי גזע עובריים להתמיין לרקמות השונות. מעבדתו של ד"ר שרגא שוורץ, מכון ויצמן
לטעויות בסימון התג עלולות להיות השלכות מרחיקות לכת: הן עלולות, בין היתר, למנוע מתאי גזע עובריים להתמיין לרקמות השונות. מעבדתו של ד"ר שרגא שוורץ, מכון ויצמן

שם הקוד של תג כימי חשוב במיוחד, המעורב בבקרה על הגנום האנושי, מזכיר את שמו של השירות החשאי הבריטי, אך להבדיל מהשירות הבריטי, מעלליו של אם-6-אי (m6A) עשויים להיחשף בקרוב. במחקר חדש שפורסם בכתב-העת המדעי Cell, קבוצת מדענים בראשות ד"ר שרגא שוורץ מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן למדע פיתחה דרך לחשוף את תפוצתו של m6A בתא ופענחה את הרצף הגנטי המגדיר את מיקומו.

m6A נתגלה כבר לפני כמעט 50 שנה, אך עד לאחרונה הכלים המאפשרים לחקור אותו היו מצומצמים. תג זה שולט למעשה בפעילותן של מולקולות האר-אן-אי שליח – מולקולות ארעיות שמעבירות את המתכון לייצור חלבונים מהדי-אן-אי לבתי החרושת לחלבונים של התא. ה"m" בשמו מסמן את התרכובת הכימית הקרויה "קבוצת מתיל", הנצמדת לעמדה מספר 6 של אחת מאבני הבניין של האר-אן-אי – הנוקלאוטיד אַדֶנוֹזִין (A). הצמדה זו תביא בסופו של דבר לפירוק מולקולת האר-אן-אי ותמנע את ייצור החלבון הרלוונטי. פחות מ-1% מהנוקלאוטידים מסוג A ביונקים מסומנים בתג זה, אך מחקרים הראו כי לטעויות בסימון עלולות להיות השלכות מרחיקות לכת: הן עלולות, בין היתר, למנוע מתאי גזע עובריים להתמיין לרקמות השונות או להוביל ללוקמיה.

השיטות הקיימות לאיתור m6A, אשר הסתמכו על סימונו באמצעות נוגדנים, אפשרו לגלות את נוכחותו, אך לא למדוד את כמותו במיקום זה או אחר. במחקר החדש, פיתחו המדענים שיטה כמותית שאינה מסתמכת על נוגדנים והשתמשו לשם כך באנזים החותך את מולקולת האר-אן-אי בכל מקום שבו מופיע רצף הנוקלאוטידים ACA. בעבר גילו מדענים כי כאשר m6A נצמד ל-A הראשון ברצף זה, האנזים אינו יכול לחתוך את האר-אן-אי בנקודה זו. בהתבסס על מידע זה, חשפו המדענים אר-אן-אן מתאי שמרים ומתאי יונקים לאנזים, ובאמצעות אלגוריתמים מיוחדים ערכו ניתוח רצפים של קטעי האר-אן-אי – הקטעים שנחתכו על-ידי האנזים ואלה שלא נחתכו.

מימין: ד"ר רונית ניר, רן שחר, מיגל אנגל גרסיה-קמפוס, ד"ר מודי ספרא, ד"ר שרית אדלהייט-פלור וד"ר שרגא שוורץ. יש הרבה תגים בתא. צילום: דוברות מכון ויצמן
מימין: ד"ר רונית ניר, רן שחר, מיגל אנגל גרסיה-קמפוס, ד"ר מודי ספרא, ד"ר שרית אדלהייט-פלור וד"ר שרגא שוורץ. יש הרבה תגים בתא. צילום: דוברות מכון ויצמן

בעקבות הניתוח התקבלה מפה מפורטת של תפוצת m6A: לאילו נוקלאוטידים של אילו מולקולות אר-אן-אי הוא נצמד ובאיזה שיעור מהמקרים. יתר על כן, הניתוח אפשר למדענים ללמוד כיצד "בוחר" m6A היכן להיצמד למולקולת האר-אן-אי. אתרי ההצמדה עצמם, ובהם רצף ה-ACA, היו ידועים קודם, אך מכיוון שישנם הרבה יותר רצפי ACA שאליהם התג אינו נצמד מאשר רצפים שאליהם הוא נצמד, לא היה די בכך כדי להגדירם. במחקר החדש פענחו המדענים רצף גנטי ארוך יותר המגדיר את אתרי ההצמדה ביתר דיוק.

ממצאים אלה יאפשרו לחקור את תפקידו של m6A במצבי מחלה באמצעות קביעת תפוצתו בתהליכים פיסיולוגיים שונים והשוואת מיקומו בתאים בבריאות ובחולי. כאשר תפקודו של m6A יהיה מובן יותר, אפשר יהיה להתחיל לפתח דרכים לתקן אותו במקרים שבהם הוא משתבש.

את המחקר הובילו מיגל אנג'ל גרסיה-קמפוס וד"ר שרית אדלהייט ממעבדתו של ד"ר שוורץ. השתתפו במחקר ד"ר מרדכי ספרא, רן שחר, סרגיי ויוקוב, רוני ווינקלר, ד"ר רונית ניר, ליאור לסמן ופרופ' יעקב חנא מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית וד"ר אלכסנדר ברנדיס מהמחלקה לתשתיות מחקר מדעי החיים של המכון, בשיתוף אורסולה טות ופרופ' ולטר רוסמנית מהאוניברסיטה הרפואית של וינה.

על אף שמולקלות אר-אן-אי, בדומה לדי-אן-אי, מורכבות לכאורה מארבע אבני בניין בלבד, בפועל זוהו עד כה כ-200 אבני בניין למולקולות אלה. הסיבה: תגים כימיים הנצמדים למולקולות ומשנים אותן.

למאמר המדעי

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן