צוות תיקון אזוב עובד גם בבני אדם: חוקרים משתילים מכונת עריכת RNA של אזוב לתוך תאים אנושיים

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


אם הכל יתנהל בצורה חלקה בתאים חיים, המידע הגנטי חייב להיות נכון. אך למרבה הצער, שגיאות ב-DNA מצטברות עם הזמן עקב מוטציות. צמחי אדמה פיתחו מצב תיקון מוזר: הם לא משפרים ישירות את השגיאות בגנום, אלא בצורה משוכללת בכל תמליל בודד. חוקרים מאוניברסיטת בון השתילו את מנגנון התיקון הזה מהטחב Physcomitrium patens לתוך תאים אנושיים. באופן מפתיע, המתקן התחיל לעבוד גם שם, אבל לפי הכללים שלו. התוצאות פורסמו כעת בכתב העת "מחקר חומצות גרעין."

בתאים חיים יש תנועה רבה כמו באתר בנייה גדול: בצמחי אדמה, שרטוטים בצורת DNA מאוחסנים לא רק בגרעין התא, אלא גם בתחנות הכוח של התא (מיטוכונדריה) וביחידות הפוטוסינתזה. (כלורופלסטים). שרטוטים אלו מכילים הוראות בנייה לחלבונים המאפשרים תהליכים מטבוליים. אבל איך מועבר מידע השרטוט במיטוכונדריה ובכלורופלסטים? זה נעשה על ידי יצירת תעתיקים (RNA) של החלקים הרצויים של השרטוט. מידע זה משמש לאחר מכן לייצור החלבונים הנדרשים.

שגיאות מצטברות עם הזמן

עם זאת, תהליך זה אינו מתנהל בצורה חלקה לחלוטין. עם הזמן, מוטציות גרמו להצטברות שגיאות ב-DNA שיש לתקן על מנת לקבל חלבונים מתפקדים בצורה מושלמת. אחרת, אספקת האנרגיה במפעלים תתמוטט. במבט ראשון, אסטרטגיית התיקון נראית בירוקרטית למדי: במקום לשפר את ההחלקות ישירות בתוכנית – ה-DNA – הם מנוקים בכל אחד מהתמלילים הרבים על ידי מה שנקרא תהליכי עריכת RNA.

בהשוואה להדפסת אותיות, זה יהיה כמו לתקן כל ספר בנפרד ביד, במקום לשפר את לוחות ההדפסה. "למה תאים חיים עושים את המאמץ הזה, אנחנו לא יודעים", אומרת ד"ר Mareike Schallenberg-Rüdinger מהמכון לבוטניקה סלולרית ומולקולרית (IZMB) באוניברסיטת בון. "ככל הנראה, המוטציות הללו גדלו ככל שהצמחים התפשטו ממים ליבשה במהלך האבולוציה".

בשנת 2019, הצליח צוות IZMB בראשות פרופ' ד"ר וולקר קנופ להשתיל תהליכי עריכת RNA מהאזוב Physcomitrium patens לתוך החיידק Escherichia coli. הוכח שחלבוני התיקון של הטחב יכולים גם לשנות את ה-RNA של חיידקים אלה.

כעת, חוקרים מהמכון לבוטניקה סלולרית ומולקולרית, יחד עם הצוות בראשות פרופ' ד"ר אוליבר ג'יי גרוס מהמכון לגנטיקה באוניברסיטת בון, הלכו צעד אחד קדימה: הם העבירו את מכונות עריכת ה-RNA מ- את הטחב לתוך שורות תאים אנושיות סטנדרטיות, כולל תאי כליה וסרטן, למשל. "התוצאות שלנו הראו שמנגנון תיקון צמחי הקרקע פועל גם בתאים אנושיים", מדווחת המחברת הראשונה אלנה לש. "זה היה לא ידוע בעבר".

אבל זה לא הכל: מכונות עריכת ה-RNA PPR56 ו-PPR65, הפועלות רק במיטוכונדריה שבאזוב, מציגות גם שינויים נוקלאוטידים בתעתיקי RNA של גרעין התא בתאים אנושיים.

יותר מ-900 מטרות

באופן מפתיע עבור צוות המחקר, PPR56 מבצע שינויים ביותר מ-900 נקודות התקפה במטרות של תאים אנושיים. בטחב, לעומת זאת, מתקן ה-RNA הזה אחראי רק לשני אתרי תיקון". יש הרבה יותר תעתיקי RNA גרעיניים בתאים אנושיים מאשר תעתיקי מיטוכונדריה בטחב", מסבירה ד"ר מאריקה שלנברג-רודינגר. "כתוצאה מכך, יש גם הרבה יותר מטרות לתקיפה של העורכים". למרות שהעורכים עוקבים אחר קוד מסוים, בשלב זה, עדיין לא ניתן לחזות במדויק היכן מכונות העריכה יבצעו שינויים בתאים אנושיים.

עם זאת, השפע של יעדי עריכת RNA בתאים אנושיים מציע גם את ההזדמנות לגלות יותר על המנגנונים הבסיסיים של המתקנים במחקרים נוספים. זה יכול להיות הבסיס לשיטות לגרימת שינוי מאוד ספציפי ב-RNA בתאים אנושיים באמצעות מתקן. "אם נוכל לתקן אתרים פגומים בקוד הגנטי עם שיטות עריכת RNA, זה עשוי להציע גם נקודות התחלה לטיפול במחלות תורשתיות", אומרת שלנברג-רודינגר, במבט אל העתיד. "יש לראות אם זה יעבוד".

מקור הסיפור:

חומרים המסופק על ידי אוניברסיטת בון. הערה: ניתן לערוך את התוכן לפי הסגנון והאורך.



קישור לכתבת המקור – 2022-09-19 20:24:42

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
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר