סיקור מקיף

מדעים ביומולקולריים

הנדסת נוגדנים. המחשה: depositphotos.com

להאניש את השליח

אלגוריתם שפיתחו מדעני המכון מבשר קפיצת מדרגה בתחום האנשת הנוגדנים ועשוי לאפשר פיתוח מהיר, יעיל וזול יותר של תרופות חדשות. המפתח: יציבות
המולקולה שנושאת עימה בשורת התחדשות הינך נמצא כאן דף הבית > פרסומים > חדשות מדע בשפה ידידותית > יש חדש תחת העָצָב שתף תגיות מיכאל פיינזילברמייק פיינזילברנוירוביולוגיה מולקולריתמדעים ביומולקולרייםמערכת העצביםתאי עצבתקשורת בין תאי עצב כמו שממיות המגדלות מחדש את זנבן, גם שלוחות תאי העצב במערכת העצבים ההיקפית יודעות להתחדש לאחר פציעה. למרבה הצער, לתאי העצב של מערכת העצבים המרכזית, קרי המוח וחוט השדרה, יש יכולת התחדשות מוגבלת הרבה יותר. בהתאם, מחלות המובילות להתנוונות ולמוות של תאי עצב במוח, כמו אלצהיימר, פרקינסון ו-ALS, הינן בלתי-הפיכות וחשוכות מרפא. מה מעניק דווקא למערכת ההיקפית – זו המחברת את המוח וחוט השדרה לאיברי הגוף – יכולת התחדשות מוגברת? מחקר חדש של מדעני מכון ויצמן למדע חושף כי לחלבון, שעד כה נצפה אך ורק במהלך ההתפתחות העוברית, יש תפקיד מפתח בהתחדשות תאי עצב בוגרים של מערכת העצבים ההיקפית. כאשר תאים עובריים מתמיינים לתאים בוגרים, הרכב החלבונים שהם מייצרים משתנה. במקרה של תאי עצב, מקובל היה לחשוב שירידה ברמות של חלבון בשם PTBP1 בתאים עובריים, היא חלק מרכזי מהפיכתם לתאים בוגרים של מערכת העצבים. מחקרים קודמים אף הראו שעם השלמת תהליך ההתמיינות והפיכת התאים העובריים לתאי עצב בוגרים של מערכת העצבים המרכזית, ייצור החלבון נעצר כליל. ממצאים אלה הביאו בשנים האחרונות קבוצות מחקר לנסות לשחזר מהלך זה במעבדה: להוריד את רמות החלבון PTBP1 בתאים שאינם תאי עצב ובכך לייצר מהם תאי עצב בוגרים. התקווה הייתה שניתן יהיה ליישם שיטה זו בחולים עם מחלות עצביות ניווניות ולייצר בעבורם תאי עצב חדשים. מימין: ד"ר רינת נבו, ד"ר נטליה אוקלדניקוב, ד"ר אגוסטינה די פיזיו, פיליפ פרוינד, ד"ר אידה רישל, פרופ' מיכאל (מייק) פיינזילבר ופיירלואג'י די מתאו ואולם במחקר חדש, בהובלת החוקרת הבתר-דוקטוריאלית ד"ר סטפני אלבר והדוקטורנט פיירלואג'י די מתאו מקבוצת המחקר של פרופ' מיכאל (מייק) פיינזילבר במחלקות למדעים ביומולקולריים ולנוירוביולוגיה מולקולרית במכון, התגלה במפתיע כי חלבון ה-PTBP1 מתבטא לא רק בתאים עובריים שטרם עברו התמיינות, אלא גם בתאי עצב בוגרים – אמנם לא תאי עצב של מערכת העצבים המרכזית, אבל כן של זו ההיקפית. החוקרים גילו זאת לגמרי במקרה, בשעה שחקרו תהליכים בעצבי השת (העצב הסיאטי) של עכברים, עצבים היוצאים מעמוד השדרה ומגיעים עד לכף הרגל. הניסוי המקורי שביצעו החוקרים נועד לאתר מולקולות שמווסתות את קצב הייצור של חלבון אחר שנקרא KPNB1 – "קרון דואר" – האחראי לנשיאת מרבית המסרים המועברים מהשלוחות המרוחקות של תאי העצב אל גרעין התא. בין יתר תפקידיו, אחראי חלבון ה-KPNB1 לאותת לגרעין התא ששלוחה עצבית נפצעת, כדי שהתא יוכל לחדש אותה. אלא שלפני שקרון הדואר יוכל לצאת לדרכו ולשאת מסרים מהשלוחות לגרעין, נדרש התא לשגר מולקולות אר-אן-אי שליח המכילות את ה"מתכון" לייצורו של קרון הדואר בנתיב הנגדי (מהגרעין לשלוחות). בדרך או בעת ההגעה ליעד, מולקולות אחרות עשויות להיקשר לשליח, לעכב או לזרז אותו ובכך לבקר את קצב הייצור של קרון הדואר. התגלית המפתיעה במחקר החדש הייתה כי לא זו בלבד ש-PTBP1 נכח בתאים הבוגרים, אלא הוא גם נקשר היטב לאר-אן-אי שליח של קרון הדואר. אבל האם וכיצד הוא משפיע על ייצורו ועל התחדשות תאי העצב? "עשרות מיליוני בני-אדם ברחבי העולם סובלים ממחלות המביאות להתנוונות ולמוות של תאי העצב במוח. על מנת להבין מדוע נכשלת מערכת העצבים המרכזית בניסיונה להתחדש לאחר פגיעה, עלינו להבין תחילה כיצד מצליחה בכך מערכת העצבים ההיקפית" כדי להשיב על שאלה זו, עקבו המדענים אחר תגובתם של תאי העצב לפציעה והבחינו כי לאחר שלושה ימים רמות ה-PTBP1 בתא החלו לעלות ובתוך שבוע הן הגיעו לרמות שיא. עם העלייה ברמות PTBP1 הבחינו החוקרים כי שלוחות תאי העצב מתחילות להתחדש. ריצוף מולקולות האר-אן-אי שליח שנקשרו ל-PTBP1 לאחר הפציעה גילה כי החלבון נקשר לא רק למולקולות האר-אן-אי של קרון הדואר, אלא גם לחלבונים אחרים הממלאים תפקיד בהתחדשות העצבית. ד"ר סטפני אלבר כדי להמשיך לחקור את פעילותו של PTBP1 בתאים בוגרים, העלימו אותו החוקרים מהתאים באמצעות הנדסה גנטית, והראו כי בעקבות כך נפגעה ההתחדשות של תאי עצב מסוג "קולטני אזעקה" – תאים שתפקידם לשדר תחושת כאב בתגובה לגירוי מזיק שעלול לפגוע ברקמה. המדענים בחנו גם האם להשתקת הגן יש השפעות נוספות וגילו כי היא העלתה את הרגישות לגירויים מכניים ולחום. בניסיון להעמיק את ההבנה כיצד משפיע PTBP1 על התחדשות תאי העצב, בחנו החוקרים האם הוא משפיע גם על חלבון נוסף, RHOA – "מתג בקרה" חשוב בתהליך ההתמיינות וההתחדשות של תאי העצב. כשחלבון ה-RHOA מיוצר ברמות גבוהות, הוא משמש מעין מתג כיבוי המעכב את גדילת התאים. החוקרים גילו כי PTBP1 מדכא את הייצור של מתג הבקרה בשלוחות של תאי העצב ובכך מאפשר את צמיחתן והתחדשותן. שורת ממצאים אלה מחזקת את האפשרות שהייצור של PTBP1 בתאי עצב היקפיים הוא שמאפשר את התחדשותם היעילה, בשונה ממערכת העצבים המרכזית. תאי עצב חישתיים של מערכת העצבים ההיקפית בתרבית. לאחר פציעה (טור ימני) תאי העצב שמבטאים את החלבון PTBP1 (שורה עליונה) מצמיחים מחדש את שלוחותיהם בצורה טובה בהרבה מאשר תאי עצב עם ביטוי מופחת של PTBP1 (שורה תחתונה)

יש חדש תחת העָצָב

המולקולה שנושאת עימה בשורת התחדשות
מהפכת החמצן הותירה את רישומה הגיאוכימי במרבצי הברזל במעטה הקרקע והסלעים של כדור-הארץ

החמצן שלפני מהפכת החמצן

באמצעות התחקות אחר אבולוציה של חלבונים, שרטטו מדעני מכון ויצמן למדע את תולדות זמינות החמצן בכדור-הארץ ופתרו חידה מדעית ארוכת שנים
תאים מתוכנתים מחדש: תאי בטא המייצרים אינסולין (מסומן בירוק) ו"קרובי משפחתם" – תאי דלתא המייצרים סומטוסטטין (מסומן באדום). תאים המתוכנתים מחדש מכילים לרוב שני גרעינים (מסומנים בכחול) – עדות לכך שהם במקורם תאים אקסוקריניים. מעבדתו של פרופ' מייקל ווקר, מכון ויצמן

היהפוך תא עורו?

  • 2 תגובות
על מחסום טבעי המפריע לתכנות מחדש של תאי לבלב
תמונת מיקרוסקופיה קונפוקלית של תאי עצב תחושתיים של מערכת העצבים ההיקפית בתרבית (התאים ושלוחותיהם מסומנים באדום). ניתן לראות בתאי העצב שילוב צבעים (כחול-אדום-ירוק) הנוצר כתוצאה מסימון גרעיני התאים בכחול וסימון גורם השעתוק c-Fos בירוק. המדענים גילו כי c-Fos מוכנס לגרעינים באמצעות אימפורטין אלפא-3 (הסימונים בכחול מסביב – גרעיני תאים מסוגים אחרים הנמצאים אף הם בתרבית)

גישה חדשה לפיתוח טיפול בכאבים כרוניים

  • 3 תגובות
האבולוציה שבתוך האבולוציה. איור: מאיה שלייפר

האבולוציה שבתוך האבולוציה

  • 6 תגובות
בדרך לאבות הקדמונים של התאים: בנוכחות אר-אן-אי, הפפטיד הקדום מוביל להפרדת מופע (כמו הפרדה של טיפות שמן במים), המאפשרת הרכבה עצמית ויצירת תצורה של מעין "מידור" פרימיטיבי

התגלתה אבן הבניין של החלבונים הראשונים

  • אין תגובות
תאי T של עכברים המכילים ננו-בועיות (אדום) אשר הופרשו על ידי הבילהרציה

מה רוצה התולעת

  • 2 תגובות
לה רינקונאדה בהרי האנדים שבפרו. אחד המקומות הקשים למחיה בעולם (Axel PITTET - Expedition 5300©)

הבהלה לחמצן

  • 4 תגובות
בדיקת דם לאיתור הסיכון לסרטן ריאות. חקרה ואיירה - ד"ר תמר פז-אליצור

האקדח המעשן של הדי-אן-אי

  • תגובה אחת
חרוט ארסי בפעולה. מחסל במהירות וביעילות דגים, תולעים ועוברי אורח אחרים הנקרים בדרכו

עקיצת החילזון

  • תגובה אחת
מבנה של מולקולת חלבון. איור: shutterstock

חלבון: יתרון וחיסרון

  • 2 תגובות
ד"ר מריה לואיזה רומרו-רומרו ופרופ' דן תופיק. מסע בזמן. צילום: דוברות מכון ויצמן

בעקבות החלבונים הראשונים

  • תגובה אחת
מודל אטומי של שתי תתי-יחידות בצלולוזום של החיידק Clostridium thermocellum. הכדורים המוזהבים מסמנים את מיקומם של התגים הפלואורסצנטיים שסייעו לנתח את התגובות הדינמיות בין תתי-היחידות

דלק מועשר בסיבים

  • 3 תגובות
בעכברים מהונדסים גנטית, שחסרים את החלבון אימפורטין אלפא-5 (מימין), מולקולת ה-MeCP2 (באדום) המשפיעה על התנהגות חרדתית, נשארת מחוץ לגרעין (בכחול) של תאי העצב במוח, ולא חודרת לתוכו כמו בעכברים רגילים (משמאל). עיבוד ממוחשב של תמונה אשר צולמה באמצעות מיקרוסקופ קונפוקלי. מכון ויצמן

אין כניסה לחרדה

  • אין תגובות
מקרופאגים (בירוק) ואקסונים (באדום) ברקמת שומן חום. צולם באמצעות מיקרוסקופיה דו-פוטונית. מקור: מגזין מכון ויצמן.

התפקיד המפתיע של ה”זללנים הגדולים” במניעת השמנה

  • אין תגובות
השוואה בין מודלים ממוחשבים (בירוק) למבנים ניסיוניים (בסגול). דיוק ברמת האטום הבודד הן במבנה הכללי (משמאל) והן במקטעי הלולאות (מימין). מקור: מגזין מכון ויצמן.

שיטה ממוחשבת לייצור חלבונים מלאכותיים

  • אין תגובות
צילום מפרויקט לחיסון ממלריה באיי שלמה. מקור: Jeremy Miller, AusAID, Department of Foreign Affairs and Trade, Flickr.

אני מכיר אותך מאיזה מקום?

  • 3 תגובות
תרשים של חלבון מסוג קטלאז. מקור: ויקימדיה / Vossman.

איך חלבון נולד?

  • אין תגובות
איור של אצטילכולין אסטראז. מקור: pdb101.

בין חישוב לעיכוב

  • אין תגובות
תאי עצב. מקור: MR McGill / flickr.

עד קצה התא ובחזרה

  • 2 תגובות
מימין: פרופ' אד באייר, יונית בן דוד, ד"ר שרה מוראיס, ד"ר ברקת דסה ומלינה שמשום מימין: פרופ' אד באייר, יונית בן דוד, ד"ר שרה מוראיס, ד"ר ברקת דסה ומלינה שמשום. צילום: דוברות מכון ויצמן

אני והצלולוזום שלי

  • אין תגובות
ספקטרומטר מסות. צילום: shutterstock

חלבון קטן

  • אין תגובות
לוגו אתר הידען
חיפוש