העכבר הזה לא יכול לשמור סוד על 'ההפרשה'

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


ה"הפרשה" מתייחסת לחלבונים המופרשים על ידי תא, רקמה או אורגניזם. במחקר חדש שפורסם ב ביולוגיה פתוחה, מדען תאי הגזע של USC, אנדי מקמהן, ושותפי הפעולה שלו מציגים דרך חדשה ואלגנטית לתייג ולחקור את ההפרשה באורגניזם חי.

"ההפרשה מתזמר את התהליכים העדינים והמורכבים של התפתחות עוברית, שומר על תפקודם של איברים בודדים ומתאם את פעילות האיברים באמצעות תקשורת בין איברים", אמר מקמהון, יו"ר המחלקה לביולוגיה של תאי גזע ורפואה רגנרטיבית ב-USC. "עם זאת, זה יכול להיות מאתגר לעקוב אחר אילו תאים מפרישים חלבונים, ואילו תאים ממוקדים".

כדי להתמודד עם אתגר זה, המחברים הראשונים רוי יאנג ואמנדה ס. מאייר ב-USC ואיליה א. דרוגינין לשעבר בבית הספר לרפואה של הרווארד וכעת ב-Scripps Research יצרו עכברים עם מערכת מובנית לתיוג ומעקב אחר ההפרשה.

"המערכת המובנית הזו היא כמו "מערכת דרכונים בגוף, מכיוון שאנו מזהים מאיפה חלבונים מגיעים ולאן הם הולכים", אמר דרוג'ינין, עמית מחקר Scripps וחוקר ראשי במחלקה למולקולריות רפואה.

כדי לבסס את המערכת הזו, צוות המחקר התחיל בעריכה גנטית של תאי גזע עובריים של עכברים כדי לקודד אנזים שהונדס במעבדה של אליס טינג באוניברסיטת סטנפורד. האנזים, BirA*G3, מתייג ללא הבחנה חלבונים סמוכים עם נגזרת ויטמין B7, ביוטין. הסיבה שביוטין הוא תג שימושי היא בגלל שהוא קושר בחוזקה את החלבון streptavidin, כך שניתן להפריד חלבונים מתויגי ביוטין מחלבונים אחרים בתא ובדם באמצעות טכנולוגיה זמינה הנקראת "טיהור זיקה של streptavidin".

השלב הבא היה להבטיח ש-BirA*G3 תייג באופן ספציפי רק את החלבונים של ההפרשה. חלבונים אלה מקורם במבנה בתוך התא המכונה הרשת האנדופלזמית, או ER. חלק מהחלבונים הללו נשארים ב-ER, בעוד שאחרים מופרשים או משולבים בממברנה הסובבת של התא.

כדי לתייג ספציפית רק חלבונים אלה, BirA*G3 תויג בעצמו עם ארבעה אבני בניין חלבונים נוספים, או פפטידים. ארבעת הפפטידים הללו, הידועים כ-KDEL, שימשו אות לתא לשמור על BirA*G3 ב-ER. אז כאשר ביוטין הוסף, BirA*G3 הוסיף רק תוויות ביוטין לחלבונים שעוברים דרך המיון.

באמצעות תאי גזע אלה שעברו עריכה גנטית, הצוות ייצר עכברים מהונדסים. כאשר עכברים אלה קיבלו ביוטין, המדענים הצליחו להדגים תיוג BirA*G3 ולזהות את הפרשות עבור מספר איברים כולל המוח, הכבד והכליות. המדענים זיהו גם חלבונים שהופרשו בכל מקרה, למרות שהם לא סומנו עם האות הטיפוסי המציין שהתא צריך להפריש אותם.

עכברים מהונדסים אלה מאפשרים למדענים לסמן וללמוד סוגי תאים ואיברים ספציפיים, מה שמקל על מחקרים של תקשורת בין איברים.

"מודל העכבר החדש שלנו מדגים יעילות תיוג משופרת של החלבונים המופרשים וחלבוני ER בסוגי תאים ספציפיים, ומספק משאב רב ערך למיפוי ופרופיל הפרשה", אמר מאייר, שהוא מועמד לדוקטורט במעבדת מקמהון ב-Eli ו-Edythe Broad המרכז לרפואה רגנרטיבית וחקר תאי גזע ב-USC.

יאנג, פוסט-דוקטורט במעבדת מקמהן, הוסיף: "מודל העכבר שלנו יאפשר הבנה עמוקה יותר של התפקיד הקריטי של ההפרשה בהתפתחות, כמו גם במצבי מבוגרים בריאים וחולים".

העכברים נמצאים כעת במאגר ציבורי, כך שמדענים אחרים יכולים להפיק תועלת מהטכנולוגיה החדשה הזו.

"בהינתן התפקיד המרכזי של חלבוני מפתח המופרשים כמו אינסולין, יש עניין רב בזיהוי חלבונים חדשים המופרשים", אמר מקמהן. "מחקרי ג'נום מצביעים על כך שעדיין יש לאפיין חלבונים חדשים רבים. אנו מצפים לצלילה עמוקה לתוך התחום הזה כעת, לאחר שאימתנו את הטכנולוגיה".

מחברים שותפים נוספים כוללים: Jinjin Guo וג'יל A. McMahon מ-USC; Namrata D. Udeshi, Dominique K. Carey, Charles Xu ו- Steven A. Carr ממכון Broad של הרווארד ו-MIT; Yanhui Hu ודיוויד רוקו מבית הספר לרפואה בהרווארד; נורברט פרימון מבית הספר לרפואה בהרווארד ומהמכון הרפואי הווארד יוז; Qiao Fang מאוניברסיטת טורונטו; Jihui Sha וג'יימס ווהלשלגל מ-UCLA; שישאנג צ'ין מאוניברסיטת פקין; ואליס י. טינג מ-Chan Zuckerberg Biohub ואוניברסיטת סטנפורד.



קישור לכתבת המקור – 2022-08-18 03:11:12

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר