גילוי: תקשרות בין חלבונים בתוך התא

גילוי ישראלי: תקשרות בין חלבונים בתוך התא

חוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון ועמיתיהם גילו לראשונה מנגנון מולקולרי תוך-תאי בו חלבונים “משוחחים” זה עם זה באמצעות כלוריד : התגלית שופכת אור על תופעות פיזיולוגיות רבות שהמנגנון הגורם להן איננו ידוע. בעתיד עשויים הממצאים לסייע בהבנת הגורמים למחלות שונות, ביניהן, סיסטיק פיברוזיס, יתר לחץ דם וסרטן השד

מחקר חדש שפורסם לאחרונה בעיתון היוקרתי PNAS על ידי חוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב, המכונים הלאומיים לבריאות בארה”ב ומוסדות נוספים, מתאר לראשונה מנגנון מולקולרי תוך-תאי בו חלבונים מנצלים את יון הכלוריד ((Cl- על מנת “לשוחח” זה עם זה. כלומר, החוקרים גילו, כי יון הכלוריד משמש להעברת אותות בתוך התא ולוויסות פעולתם של חלבונים. תגלית זו שופכת אור על תופעות פיזיולוגיות רבות שהמנגנון הגורם להן איננו ידוע. בעתיד עשויים הממצאים לסייע בהבנת הגורמים למחלות שונות, ביניהן, סיסטיק פיברוזיס, יתר לחץ דם וסרטן השד.

יונים, המכונים גם אלקטרוליטים, הם אטומים או מולקולות בעלות מטען חשמלי. יוני הכלוריד והביקרבונט ((HCO3- הם היונים השליליים החשובים ביותר לתפקוד גוף האדם. הכלוריד מווסת באופן ישיר ועקיף תנועה של מים ויונים אחרים כגון אשלגן, נתרן, וסולפט. מאחר שיונים אינם יכולים לנוע בין תאי הגוף ב’חופשיות’ בשל המטען החשמלי שלהם, ישנם חלבונים המצויים בממברנות התאים המכונים ‘חלבוני טרנספורט’ ומתווכים את מעברי היונים הללו כמעין ‘שערים’, אל תוך התאים והחוצה. בשנים האחרונות מתברר כי ליון הכלוריד תפקידים פיזיולוגיים מגוונים. למשל, הולך ומתבהר כי יון הכלוריד, ולא רק נתרן, הוא קריטי לוויסות לחץ הדם בגוף. בנוסף, אחד הסימנים הידועים לזיהוי מחלת הסיסטיק פיברוזיס (Cystic Fibrosis), הנגרמת כתוצאה ממוטציות בחלבון טרנספורט של כלוריד, זו עלייה משמעותית בריכוזי הכלוריד בהפרשות של בלוטות אקסוקריניות כגון בלוטות הזיעה, הלבלב ובלוטות הרוק.

לאחרונה התפרסם בכתב העת היוקרתי PNAS מחקר פרי שיתוף פעולה בין ד”ר אהוד אוחנה מהמחלקה לביוכימיה ופרמקולוגיה קלינית באוניברסיטת בן-גוריון בנגב וקבוצתו של פרופ’ שמואל מועלם מהמכונים הלאומיים לבריאות בארה”ב (NIH). יש לציין, כי מעבדתו של פרופ’ מועלם היא אחת המעבדות המובילות בעולם בתחום הפיזיולוגיה המולקולרית והתאית. החוקרים גילו כי יון הכלוריד אשר לו, כאמור, חשיבות פיזיולוגית רבה, משמש כבקר תוך תאי של חלבונים במערכת העברת אותות, דבר שלא היה ידוע עד כה, ולו חשיבות ביולוגית ורפואית מרחיקת לכת. המחקר התמקד בבקרת פעילות חלבונים ממשפחת ה-NBC על ידי כלוריד, מאחר שאלה חלבוני טרנספורט מרכזיים המתווכים העברת ביקרבונט אשר מתבטאים על ממברנות התאים. שינויים בפעילות וביטוי חלבונים אלה קשורה למחלות כגון יתר לחץ דם, סרטן השד, פגיעה בתפקוד הכליות, פיגור שכלי ופגיעה בראייה.

במחקר זה, המבוסס על ממצאים קודמים שלהם, השתמשו החוקרים בשיטות מחקר מתקדמות בחזית הטכנולוגיה כגון מדידות אלקטרופיזיולוגיות בזמן אמת של פעילות חלבונים בתאים חיים, ניבוי מבנים חלבוניים באמצעות תוכנות מחשב והנדסה גנטית של חלבונים. כך תיאר צוות החוקרים “מנעול” חלבוני המכונה מוטיפ (motif) הנמצא במגוון רחב של חלבונים שונים ומהווה את אזור הבקרה אליו נקשר “המפתח” – הוא יון הכלוריד. לכן, באופן תיאורטי יון הכלוריד יוכל “לפתוח” או לבקר הרבה מאד חלבונים אחרים בהם ימצא “המנעול” החלבוני המתואר במאמר.

מחקרם של ד”ר אוחנה, ד”ר מועלם ועמיתיהם הוא בעל השלכות פיזיולוגיות חשובות, מאחר שמנגנון הבקרה של העברת אותות באמצעות כלוריד מווסת תהליכים מרכזיים בתאי הגוף ובהכרח ישפיע על ויסות רמות האלקטרוליטים והמים בגוף כולו. גילוי מנגנון מרכזי זה ישמש בעתיד כמטרה לתרופות בעלות פוטנציאל לריפוי מחלות הקשורות לחלבונים המבוקרים על ידי כלוריד.


דילוג לתוכן