# הנגיף הגדול בעולם מגיש: הפלישה

> כיצד נגיפים פולשים לתאים חיים? מהם תהליכי הייצור של נגיפים חדשים? תובנות חדשות עשויות לסייע בפיתוח דרכים לבלימת מעגל ההדבקה תהליך ההדבקה של תא חי בנגיף מתחולל בשני שלבים עיקריים. בשלב הראשון הנגיף פולש אל תוך התא המודבק. בשלב השני, התא מייצר נגיפים חדשים העוזבים את התא המארח בדרכם להדבקת תאים נוספים. בתחילת תהליך ייצור הנגיפים, התא מייצר את חלבוני מעטפת הנגיף המרכיבים מעין "קופסאות". לאחר מכן התא משכפל עותקים…

- Canonical: https://www.hayadan.org.il/the-invender-of-the-big-virus-0206084
- Author: מכון ויצמן
- Published: 2008-06-02T00:06:54+03:00
- Modified: 2011-10-17T03:28:21+02:00
- Sections: וירוסים, מכון ויצמן, רפואה אלטרנטיבית
- Topics: MIMIVIRUS, וירוסים, מכון ויצמן, נגיפים

## Article

כיצד נגיפים פולשים לתאים חיים? מהם תהליכי הייצור של נגיפים חדשים? תובנות חדשות עשויות לסייע בפיתוח דרכים לבלימת מעגל ההדבקה תהליך ההדבקה של תא חי בנגיף מתחולל בשני שלבים עיקריים. בשלב הראשון הנגיף פולש אל תוך התא המודבק. בשלב השני, התא מייצר נגיפים חדשים העוזבים את התא המארח בדרכם להדבקת תאים נוספים. בתחילת תהליך ייצור הנגיפים, התא מייצר את חלבוני מעטפת הנגיף המרכיבים מעין "קופסאות". לאחר מכן התא משכפל עותקים של החומר הגנטי הנגיפי ו"מזריק" אותם אל תוך ה"קופסאות". כך נוצרים נגיפים שלמים ופעילים המוכנים לצאת מהתא ולמלא את ייעודם: הדבקת תאים נוספים. הבנת תהליך ההדבקה של התא בנגיף, ותהליכי הייצור של נגיפים חדשים בתא, תסייע אולי, בעתיד, למנוע את מעגל ההדבקה וההתרבות של נגיפים, דבר שיבלום מחלות נגיפיות. אחד הקשיים הניצבים בדרך להגשמת החזון הזה הוא העובדה שהידע הקיים על שיטות הפלישה של נגיפים מסוימים, אינו תקף בהכרח באשר לסוגי נגיפים אחרים. אחת ממשפחות הנגיפים המעניינות בהקשר זה היא משפחת נגיפי מימי (mimivirus), הידועים בין היתר בשל גודלם יוצא הדופן – פי חמישה עד עשרה מכל נגיף מוכר אחר. המשפחה זוהתה רק בסוף המאה ה-20, כיוון שממדיהם החריגים של "בני המשפחה" לא איפשרו לזהותם באמצעים מקובלים. גם הכמות של החומר הגנטי שהם מכילים גדולה בהרבה מזו המצויה בנגיפים רגילים. תכונה זו מחייבת אותם לפתח שיטות יעילות, הן להחדרת הדי-אן-אי הנגיפי אל התא המארח, והן לאריזת ה"משלוח הגנטי הנגיפי" המיועד ל"הזרקה" לתוך קופסאות חלבוני המעטפת החדשות הנוצרות בתוך התא המארח. פרופ' אברהם מינסקי ותלמידי המחקר נתן זאוברמן ויעל מוצפי, מהמחלקה לכימיה אורגנית, וד"ר אוגניה קליין וד"ר אייל שמעוני מהיחידה למיקרוסקופיית אלקטרונים במכון ויצמן למדע, חשפו באחרונה פרטים על חלק משיטות הפעולה שפיתחו הנגיפים האלה. במאמר שפירסמו בכתב-העת המדעי המקוון PLoS Biology הם מציגים, לראשונה, תמונות תלת-ממדיות של הפתחים שדרכם החומר הגנטי הנגיפי מועבר מהנגיף אל התא המודבק, ושל התהליך בו "מוזרק" החומר הגנטי הנגיפי אל תוך קופסאות חלבוני המעטפת. בנגיפים שנבדקו עד למחקר הנוכחי של מדעני המכון, היציאה של החומר הגנטי מהנגיף אל התא (בתהליך ההדבקה), וגם הכניסה של החומר הגנטי אל תוך קופסאות חלבוני המעטפת, בתהליך הייצור של נגיפים חדשים בתוך התא, נעשות דרך תעלה אחת, אשר חוצה את מעטפת הנגיף. החוקרים מצאו כי נגיף המימי הענק משתמש בשני פתחים שונים – פתח ייחודי לכל אחת מהמשימות האלה בנפרד. המדענים גילו גם כי סלילי הדי-אן-אי המועברים (בשני הכיוונים) אינם מאורגנים כחוט ארוך (כפי שקורה בנגיפים אחרים), אלא כגוש דחוס וארוז היטב. המדענים סבורים כי הבדלים אלה נובעים מהכמות הגדולה של החומר הגנטי של הנגיף, שחייבה אותו לפתח שיטות יעילות ומהירות להעברתו אל התא המארח, וכן להזרקתו אל תוך המעטפות החלבוניות של הנגיפים הנוצרים והולכים. תמונות שצולמו באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים, במהלך פלישה של נגיף מימי לתא אמבה, מראות כי הפאות של "קופסת חלבוני המעטפת" של הנגיף (הבנויה כמצולע עשוי מ-20 משולשים) נפרדות ונפתחות כלפי חוץ – כמו עלי כותרת של פרח – ויוצרות שער גדול דמוי כוכב. כתוצאה מכך מתאחה הקרום הפנימי של הנגיף עם קרום תא האמבה, ונוצרת תעלה רחבה, המובילה אל תוך התא. הלחץ המשתחרר בפתיחה הפתאומית של הפאות (לחץ גדול פי 20 מזה המשתחרר בפתיחת בקבוק שמפניה) דוחף את הדי-אן-אי לתוך התעלה, שממדיה הגדולים מאפשרים מעבר מהיר של החומר הגנטי. תמונות נוספות מראות כיצד "מוזרקים" עותקים של חומר גנטי נגיפי אל תוך קופסאות החלבון החדשות שנוצרו בתוך התא המארח. בתהליך זה מועבר החומר הגנטי הנגיפי לתעודתו דרך פתח המצוי בפאה הנגדית לפתח הכוכב של מעטפת הנגיף הנוצר והולך. תהליך זה נעשה תוך התנגדות ללחץ הקיים בתוך הקופסה. החוקרים משערים כי ה"מנוע" המאפשר את התהליך הזה ממוקם על הפאה בה מצוי הפתח. המדענים אומרים כי חקר מחזור החיים של נגיפי מימי (תהליכי ההדבקה והייצור של נגיפים חדשים) עשוי להניב תובנות באשר לנגיפים רבים אחרים, לרבות כאלה הגורמים למחלות בבני-אדם. הרבה יותר מנגיף נגיפי ה- Mimiviruses מהווים שלב ביניים בין נגיפים לטפילים תאיים מורכבים יותר. חוקרים בודקים את מחזור החיים שלהם, ובעיקר את השלב בו מוחדר ה-DNA הנגיפי אל התא המאכסן ד"ר דרור בר-ניר, גלילאו, גליון 120, אוגוסט 2008 אחד ההבדלים הבולטים ביותר בין הנגיפים לחיידקים הוא הגודל (יש כמובן הבדלים אחרים - משמעותיים הרבה יותר). קוטרם של מרבית החיידקים הוא 5.0-0.5 מיקרומטר(5,000-500 ננומטר), ואילו קוטרם של מרבית הנגיפים הוא בטווח של 200-20 ננומטר, אף שיש יוצאים מן הכלל. עד לפני זמן לא רב נחשבו נגיפי האבעבועות למיניהם (שחורות, הקוף, הבקר - poxviridae), שהם משפחת נגיפים עטופים בעלי DNA דו-גדילי, שקוטרם מעל 300 ננומטר, לנגיפים הגדולים ביותר. (נגיף אבעבועות הרוח, Varicella zoster, אינו שייך לקבוצה זו אלא למשפחת נגיפי ההרפס.) בין נגיפים לטפילים בשנת 1992, במחקר על חיידקי Legionella, המתאכסנים כרגיל באמבות מהמין Acanthamoeba polyphaga, התגלו נגיפים עירומים (חסרי מעטפת ליפידית שמקורה במאכסן) ענקיים ולא-מוכרים, שייתכן שהם בין הגורמים לדלקות הריאה, שעדיין לא ידוע הגורם להן בבני-אדם. בתחילה חשבו שהם חיידקים, וזאת בשל קוטרם - 800 מיקרומטר (כמו סטרפטוקוקים!) ובשל גודל הגנום שלהם (1.2 Mb, המקודד למעלה מ-900 חלבונים). אף ניתן להם שם חיידקי - Bradfordcoccus, על שם המחוז באנגליה שבו נמצאו. תגיות DNA אנטיביוטיקה אפריקה החיים בקטן התמודדות עם מחלות וירוסים זיהומים חיידקים טיפול בחיידקים מדע מזון מחלות מחלות ילדים מיקרוסקופ מערכת החיסון נגיפים סכנת הכחדה רפואה אלטרנטיבית רק ב-2003 התברר לקבוצתו של ברנרד לה-סקולה (La Scola) באוניברסיטת מרסיי בצרפת, שמדובר בנגיפים. הנגיפים נקראו Mimiviruses (מהמילה האנגלית Mimic - לחקות). מורכבוּת הגנום הנגיפי - אורך הרצף וכמות הגנים - הניעה חלק מהחוקרים להציע להגדיר אותם כקבוצה חדשה לגמרי של יצורים - Giruses - שהם שלב ביניים בין נגיפים לטפילים תאיים מורכבים יותר. כיום מוגדר נגיף אחד בסוג Mimivirus, המכונה, על שם מאכסנו, Acanthamoeba polyphaga mimivirus (APMV). במעבדתו של פרופ' אבי מינסקי (Minsky) מהמחלקה לכימיה אורגנית במכון ויצמן למדע, חוקרים, גם באמצעות תצלומים במיקרוסקופ אלקטרונים, את מחזור החיים של נגיפי ענק אלה בתאי אמבה, ובעיקר את השלב הראשוני - שבו מוחדר ה-DNA הנגיפי אל תוך התא המאכסן.  DNA דחוס ולא פרוש מינסקי וקבוצתו גילו שבניגוד לנגיפים אחרים, המשתמשים בפתח יחיד בקופסית הנגיף הן להזרקת ה-DNA למאכסן בעת ההדבקה והן לכניסת ה-DNA לקופסית בזמן "הרכבת הצאצאים", הרי שב-APMV יש שני פתחים שונים למטרות אלה. הפתח האחד נפתח כלפי חוץ וצורתו צורת כוכב, והוא המאפשר את יציאת ה-DNA הנגיפי דרך תעלה הנוצרת בממברנת התא המאכסן; והאחר, שמבנהו שונה, ממוקם מולו בקופסית. שני הפתחים השונים "נחשפים" כתוצאה משינוי במבנה המרחבי של קופסית הנגיף. ה-DNA הנגיפי נארז בקופסית כשהוא דחוס במבנה כדורי, ולא כסליל DNA פרוש, כפי שנעשה בנגיפי DNA אחרים, שאורך ה-DNA שלהם קצר בהרבה. החוקרים סבורים ששוני זה נובע מכמות ה-DNA הנגיפי המועברת. "מארז" ה-DNA משתחרר מהקופסית בגלל הפרשי לחצים הנוצרים עקב פתיחתו הפתאומית של פתח הכוכב. לא ברור עדיין מה המנגנון האנרגטי המאפשר את כניסת ה-DNA של ה"צאצאים" דרך הפתח האחר. גודל נגיפים אלה יקל בוודאי את מחקרם, אך עקב ההבדלים המשמעותיים בינם לבין שאר הנגיפים, הם לא יוכלו לשמש כמודל כללי לחקר נגיפים.