גילוי חדש מנתץ את התפיסה הרווחת של הביולוגיה המולקולרית באשר לקישור בין חלבונים וDNA
חוקרים באוניברסיטת בן-גוריון ואוניברסיטת דיוק (ארצות הברית) זיהו פונקציה אפשרית של חזרות עוקבות של מקטעים מסוימים המגבירים את הקישור של חלבונים למולקולות-DNA. בגילוי זה, שפורסם בימים אלה בכתב העת ובאתר המדעי PNAS יש חשיבות מיוחדת ומרכזית בתחום הביולוגיה המולקולרית.
הקוד הגנטי של בני האדם מקודד על גבי מולקולות DNA ארוכות הבנויות ממיליארדי יחידות בסיסיות הנקראות "בסיסי נוקלאוטידים", כאשר קיימים 4 סוגי נוקלאוטידים המסומנים באותיות A,T,C ו- G , וה -DNA הגנומי של בני האדם הוא שרשרת ארוכה של שני גדילים המורכבים מנוקלאוטידים אלה.
שינוי ברצף בסיסי הנוקלאוטידים במולקולת הDNA- נקרא מוטציה שאחראית למחלות רבות בילדים ובמבוגרים. למרות העובדה שבאמצעות טכנולוגיות חדשות מעולם הביוטכנולוגיה ניתן לקבוע את רצף ה DNA- השלם של כל אדם ואדם בבדיקה פשוטה, עדיין לא ידועה החשיבות הפונקציונלית של כ95% מהאזורים ברצף הDNA. אחד המאפיינים המפתיעים ברצף הDNA הוא שחלק גדול ממנו מכיל חזרות עוקבות ארוכות של מקטעים מסוימים, הפונקציה של חזרות אלה אינה ברורה.
"בעבודת המחקר שלנו זיהינו פונקציה אפשרית עבור חזרות מסוג זה- הגברת הקישור של חלבונים לDNA- ", אומר ד"ר דוד לוקצקי מצוות המחקר, המשתייך למחלקה לכימיה באוניברסיטת בן-גוריון "תהליך הקישור של חלבונים לDNA הוא קריטי לתהליכים ביולוגיים רבים, והשאלה איך עובד המנגנון בו חלבונים הנקראים פקטורי- שיעתוק מזהים אזורים מסוימים בDNA ונקשרים אליו, היא שאלה חשובה ומרכזית בתחום הביולוגיה המולקולרית.
עד כה היה מקובל לחשוב שהמנגנון היחידי של קישור חלבון לDNA- , מתבצע על ידי זיהוי ומשיכה של החלבון למקטע קצר בעל רצף ספציפי של נוקלאוטידים על גבי הDNA- . "בניגוד לתפיסה זו" מדגיש ד"ר לוקצקי "הראינו בניסוי שלנו שלחזרות ברצף הDNA- הנמצאות מסביב לאתרי קישור, יש השפעה חזקה על עוצמת הקישור של חלבונים לDNA- . חזרות של תבניות מסוימות ברצף הנוקלאוטידים יכולות להגביר משמעותית את הקישור ואף לחפות על נזק בקישור שנגרם עקב מוטציות באתר ספציפי".
בניסוי נבחנו קישורים של החלבון c-Myc המעורב בתהליכים ביולוגים חשובים רבים וכן ידועה מעורבותו בסוגים שונים של סרטן, וגם קישורם של 5 חלבונים חשובים נוספים, לעשרות אלפי מקטעי DNA בעלי חזרות שונות ברצף.
ד"ר לוקצקי: "אנו מצפים שתוצאות אלה ישפרו משמעותית את ההבנה המולקולרית והעקרונות הביו-פיסיקליים של תהליכים ביולוגיים כגון בקרת השעתוק, ותשפר את החיזוי של השפעת שינויים ברצף כגון מוטציות על ביטוי הגנים בתאים חיים".
המחקר בוצע על ידי ד"ר דוד לוקצקי וסטודנט לתואר דוקטור אריאל אפק מאוניברסיטת בן-גוריון, ד"ר רלוקה גורדאן, ד"ר יהושוע שיפר, ג'ון הורטון מאוניברסיטת דיוק (ארצות הברית).
