"חוקרים פרטיים": איך חלבונים מחליטים מה לעשות?

(איור: עדי ברוקס)

אחרי שירות בצה"ל טיילתי באוסטרליה וניו-זילנד וגיליתי, שלראשונה בחיי, כל יום אני קם בבוקר ומחליט מה אעשה, ללא תכנון מראש. אז גם שמתי לב שיצורים חיים כל הזמן מקבלים החלטות. צמח מחליט לצמוח בזמן מסוים ולכיוון מסוים, ציפור בוחרת מקום לקן ודבורה בוחרת פרח כדי לאסוף ממנו צוף. אפילו תאים מקבלים החלטות בהתאם לגירויים שהם מקבלים מהסביבה. למשל, תא יכול להחליט להתחלק, לנדוד ואפילו להתאבד.

"חוקרים פרטיים " - לכל הכתבות הקודמות

חלבונים הם היחידות בתא שמקבלות את הנתונים מהסביבה, מעבדות אותם ומורות לתא איזה פעולה לבצע. ברוב הקריירה שלי חקרתי את החלבונים האלה - מקבלי ההחלטות. אבל כל פעם נתקלתי באותה בעיה: כש"חלבון מחליט" מתחיל לפעול הוא יכול להקשר למספר רב של חלבונים שונים. בפועל הוא בוחר חלבון אחד מסוים שאליו הוא נקשר ואת פעילתו הוא מבקר.

למה דווקא אותו? לדוגמה, "חלבון מחליט" שעובר למצב פעיל בתא מוח יקשר לחלבון אחד, אבל לו הוא היה בכבד הוא היה נקשר לחלבון אחר. כיצד בוחר "החלבון המחליט" את החלבון שאותו הוא יפעיל?

ד"ר ברק רוטבלט

כשלמדתי ביולוגיה באוניברסיטה לימדו אותי שהדנ"א, שמכיל את הגנים שלנו ונמצא בכל תאי הגוף, מקודד לחומר דומה שנקרא רנ"א, ועל בסיס הרנ"א נבנים החלבונים. אבל אז הסתבר שחלק עצום מהגנום שלנו לא מקודד לשום חלבון.

 לא ברור בכלל מה הוא עושה. לכן הוא זכה לשם הלא מחמיא - דנ"א זבל. בשנים האחרונות גם התגלה שישנם רנ"א שלא בונים לפיהם חלבונים - והם עובדים בעצמם, לפעמים אפילו אומרים לחלבונים אחרים מה לעשות. הרגשתי שעולם חדש מופלא התגלה לי בגנום האנושי. החלטתי שכשתהיה לי מעבדה משלי אחקור את הגנים הלא מקודדים הללו וכיצד הם משתתפים בתהליכי קבלת החלטות בתא.

כמו בממשלה, גם קבלת החלטות בתא היא עניין רציני שיש לו השלכות. ההבדל בין תאים סרטניים לתאים בריאים, למשל, נעוץ בתהליכי בקרה וקבלת החלטות. התא הסרטני מחליט להתחלק למרות שאסור לו. פשפשנו בגנום האנושי יחד עם השותפים שלנו מגרמניה, ומצאנו גן אחד שאינו מקודד לחלבון, אבל פעיל מאוד בגידולים של סרטן המוח של מבוגרים ושל ילדים. מה שפעם היו קוראים לו דנ"א זבל - התגלה כמשמעותי מאוד בבקרה על סרטן המוח.

מצאנו שבסרטן המוח של מבוגרים הפעלה של הגן הזה מגנה על התאים מפני כימותרפיה, ובסרטן המוח של ילדים הגן הזה מעודד חלוקה של תאים סרטניים. זה רק אחד מבין 60,000 גנים בגנום האנושי שלא מקודדים לחלבון. אנחנו עדיין לא יודעים מה כל הגנים האלה עושים. אני מקווה שהגילויים שלנו ושל הקולגות שלנו בארץ ובעולם, יובילו לאבחונים וטיפולים חדשים שיועילו לחולים במחלות הארורות הללו. שנוכל לעזור לחלבונים ולתאים לקבל את ההחלטות הנכונות.

ד"ר ברק רוטבלט, המחלקה למדעי החיים, אוניברסיטת בן גוריון וחבר המכון הלאומי לביוטכנולוגיה בנגב

https://barakrotblat.wixsite.com/rotblatlab

FB

https://www.facebook.com/RotblatLab/

Twitter

@BarakRotblat

חוקרים פרטיים הוא מדור שבועי בערוץ המדע של ynet, שבו מסבירים חוקרים מדוע החליטו לעסוק בתחום המחקר שלהם. המדור נעשה בסיוע "האקדמיה הצעירה הישראלית ".