הדרך החוצה: איך נפטר הגוף מפסולת?

כמו הצינורות התת-קרקעיים המהווים את התשתית של כל עיר מודרנית, כך גם בבסיסו של הגוף החי אפשר למצוא רשתות מסתעפות של צינורות: כלי הדם, מערכת העיכול, דרכי הנשימה ועוד.

ynet מדע: לקריאה בכל כתבות הערוץ על ציר זמן   

העברה יעילה של כל החומרים האלה בין האיברים ורקמות הגוף חיונית, הן לתחזוקה השוטפת של הצינורות עצמם, והן לתיפקודו התקין של הגוף. מערכות אלה מובילות את כל החומרים הנחוצים לתיפקוד תאי הגוף: הורמונים, מלחים, חומרי מזון, וחמצן. באותה עת, איברי ההפרשה הצינוריים ממלאים תפקיד חשוב לא פחות: הם מרחיקים מהגוף חומרי פסולת.

איברי הפרשה צינוריים מעוצבים כמעין צמיג שבמרכזו חור - צינור ההפרשה. דופן הצינור עשויה תאים מיוחדים (תאים מסיעים) שבהם נוצרים החומרים המיועדים להפרשה. כדי שיופרשו החוצה, חייבים החומרים האלה - בשלב הראשון - להגיע לצד התא הפונה אל חלל צינור ההפרשה.

על התהליך הזה אחראים חלבונים מסוימים, המכוונים את החומרים המיועדים להפרשה לצד המתאים של התא. אולם פרטי מנגנון הפעולה של התאים האלה לא היו ידועים עד כה. רמז אפשרי לאופן פעולתם של התאים האלה נובע מהעובדה שצד אחד שלהם - הפונה אל חלל הצינור - עשיר בסיבים של חלבון הקרוי אקטין, המהווה חלק חשוב בשלד התאי. עם זאת, הארגון הצפוף של סיבי האקטין באיברים צינוריים הוא ייחודי ולא מובן: כיצד נוצרים סיבים אלה? כיצד ומדוע הם מתמקמים דווקא בצד אחד של התא? ומהו תפקידם?

מחקר חדש של פרופ' בן-ציון שילה, תלמידת המחקר (דאז) ד"ר ר'אדה מסראווה, וד"ר אייל שכטר, מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן למדע, מציע לראשונה תשובות לשאלות אלה. בסדרת ניסויים שבוצעו בעוברים של זבובי תסיסנית המחקר (דרוזופילה), גילו המדענים את החלבון האחראי להיווצרות סיבי האקטין באיברי הפרשה צינוריים.

כאשר פגעו בגן האחראי לייצור החלבון הזה, הקרוי Dia, נראו אמנם סיבי אקטין הגדלים באזורים שונים של התא, אולם לא נמצאו הסיבים האופייניים בצד התא הפונה אל חלל הצינור. האם ייתכן כי החלבון Dia אחראי לגידול סיבי האקטין בצד זה של התא?

מימין: ד"ר אייל שכטר, פרופ' בן-ציון שילה וד"ר ר'אדה מסראווה. נתיב המעבר

ניסויים נוספים הראו, כי כדי שהחלבון Dia יוכל למלא את תפקידו, יש לשפעל אותו באמצעות חלבונים נוספים. אחד מאותם חלבונים משפעלים נעוץ בקרום התא הפונה אל חלל הצינור - דבר שמבטיח היווצרות סיבים בצד הרצוי. מה תפקידם של סיבי אקטין אלה?

המדענים גילו, כי בתאים שבהם לא נוצרו סיבי אקטין, נמנעה הפרשת חומרים שונים לתוך חלל האיבר המפריש. כלומר, הסיבים "מסמנים" את נתיב המעבר של החומרים המופרשים עד ליעד - תעלת ההפרשה. חלבון אחר שהתגלה במחקרים אלה קרוי מיוזין V, והוא מניע את החומרים המיועדים להפרשה לאורך סיבי האקטין, עד לפתח תעלת ההפרשה.

פרופ' שילה: "מנגנון ההפרשה שגילינו בזבובי תסיסנית המחקר פועל באיברי הפרשה שונים, ללא תלות בסוג האיבר או בגודלו. במחקרים הבאים ננסה לבדוק אם הוא פועל גם ביונקים, לרבות בני-אדם. אנו מקווים שתובנות שנשיג במחקרים אלה יוכלו לסייע בהבנה טובה יותר של מנגנוני ההפרשה, דבר שעשוי לשפר את יכולתם של רופאים להתמודד עם בעיות רפואיות הנגרמות בגלל ליקויים בתהליכי ההפרשה".