בקרת גנים, לא הכל חשוב

האם לכל קישור של חלבונים לדנ”א יש חשיבות בחיי התא. חוקרים מאוניברסיטת ברקלי טוענים כי השיטות המקובלות לזיהוי חלבונים המעורבים בבקרת ביטוי גנים בתאים אינן מדוייקות

כל תאי גופנו מרגע היווצרם מכילים את אותו מידע גנטי. מערכות בקרה מורכבות מאפשרות את הביטוי הדפרנציאלי, המשתנה, בין סוגי התאים השונים ומאפשרות את התפתחותן של רקמות ותיפקודן הייחודי. כיצד מתבצעת הבקרה על ביטוי הגנים בתאים? אחד האמצעים המרכזיים בבקרת ביטוי גנים הוא על ידי גורמי שעתוק. אלו הם חלבונים אשר נקשרים לרצפים ייחודים על פני הדנ”א, בסמיכות לגנים, ומאפשרים את שעתוק הגנים לרנ”א-שליח ((mRNA, אשר בסופו של דבר מתורגמים לחלבונים פעילים, ובניהם גם גורמי שיעתוק נוספים.

אחת השיטות הנפוצות בחקר בקרת ביטוי גנים היא ה- ChiP-chip. בשיטה זו ניתן לבודד ולזהות את הרצפים בדנ”א אליהם נקשרים גורמי השיעתוק. השאלה הנשאלת היא – האם כל קישור של גורם שיעתוק לרצפי הדנ”א הוא בעל חשיבות בקרתית.

קבוצת חוקרים מאוניברסיטת ברקלי בקליפורניה בחנה את המערכת הבקרתית השולטת על התפתחות עוברי זבוב הדרוזופילה. הדרוזופילה היא חית מודל נפוצה מאוד במחקרים גנטיים אשר שרשרת גורמי השעתוק המעורבים בבקרה על התפתחות העובר, רקמותיו ואיבריו, וקביעת צורתו לאורך הזמן ידועים ברובם. החוקרים בחרו להתמקד בשישה גורמי שיעתוק בדרוזופילה המתפתחת, הידועים כמעורבים בבקרת הביטוי של כמה עשרות גנים, ובחנו לאילו אתרים על פני הדנ”א הם נקשרים. הם מצאו כי ישנם איזורים מסוימים המזוהים על ידי מספר גורמי שעתוק, והקישור המשולב שלהם אל אותו איזור מאפשר את הבקרה על גן המטרה הסמוך, תופעה המוכרת במערכות ביולוגיות רבות. מנגד, להפתעתם, הם מצאו כי גורמי שעתוק אלו מזהים ונקשרים בנוסף לאלפי אתרים על פני הדנ”א. מספר הגדול בהרבה ממספר הגנים המבוקרים על ידם. הקישור לרבים מהאתרים שזוהו על ידי החוקרים, ככל הנראה, אינו בעל חשיבות בבקרה על ביטוי גנים.

מהי חשיבות הקישור של גורמי השעתוק שלא בבקרת ביטוי הגנים? ייתכן והם משפיעים על קישורם ופעילותם של גורמי שיעתוק אחרים או שהם ממלאים תפקיד בקביעת מבנה הכרומוזום (הצורה בה מאורגן הדנ”א) או בתהליכי הכפלה או תיקון של הדנ”א. אפשרות נוספת היא – שאין לכך כל חשיבות. לדברי פרופ' מייקל איסן (Michael Eisen), ממובילי המחקר, יש לנו כיום את היכולת לצפות באירועים מולקולרים במערכות חיות, ברזולוציה גבוהה, ויש נטיה טבעית לחשוב שלכל דבר המתרחש בתא יש חשיבות גבוהה, אך ייתכן שזה לא בהכרח מדוייק.

מתוך המחקר עולה כי התפיסה, בגישה המקובלת, לפיה קישור של גורם שיעתוק לדנ”א מעיד על מעורבותו בבקרה של הגנים בקרבתו (בהסתמכות על שיטת ה- ChiP-chip) עשויה להיות לא מדוייקת ואף שגויה. לממצאים אלו יש השלכות לגבי האופן בו יש להתייחס לתוצאות מסוג זה.