בכל דקה בכל יום, הגוף שלנו מסתגל לצרכים של כל רגע. כאשר אנו משתלטים על פחמימות, מתאמנים או חולים, תגובות כימיות בתוך התאים שלנו מופעלות, מאטות או משנות את האסטרטגיה כך שתהיה לנו האנרגיה והכוח הדרושים לנו.
כל זה קורה מבלי שנדע זאת, אולי מסביר מדוע כל כך מעט מובן על האופן שבו הגוף חש ומגיב לדרישות הקבועות הללו. בחיפוש אחר תשובות לשאלה זו, מדענים מאוניברסיטת יוטה בריאות הובילו מחקר שפותח עולם חדש לגמרי בתוך התאים שלנו. המחקר שלהם, שפורסם ב מַדָעחושף רשת עצומה של אינטראקציות המציעות כיצד תאים מסתגלים בזמן אמת כדי לעמוד בלחצים על הבריאות שלנו.
"אנחנו מגלים כיצד הטבע התפתח כדי 'לסמם' את החלבונים והמסלולים שלו", אומר ג'ארד רוטר, Ph.D., פרופסור מכובד במחלקה לביוכימיה באוניברסיטת יוטה והמחבר המקביל של המחקר. "על ידי מעקב אחר הטבע, אנו לומדים כיצד ליצור טיפולים טובים יותר."
הממצאים הללו – והטכנולוגיה שאיפשרה אותם – הפכו לבסיס לחברת הביוטכנולוגיה Atavistik Bio, ששותפה להקמתה של רוטר. החברה ממנפת את ההבנה החדשה הזו כדי להאיץ את גילוי התרופות למחלות מטבוליות וסרטן.
ברמה בסיסית יותר, אומר רוטר, ההתקדמות מעמיקה את הידע על אופן הפעולה של תאים וגופינו.
גבול חדש
הרשת המתוארת במחקר מייצגת שכבה לא מוערכת של רגולציה בתאים שמגיעה ממקור בלתי צפוי. במשך כמעט 20 שנה, המעבדה של רוטר חקרה את חילוף החומרים, התגובות הכימיות שמייצרות אנרגיה ובונות רכיבים חיוניים כדי לשמור על פעילות חלקה של התאים. המחקר החדש שלהם מגלה שתוצרי ביניים של אותן תגובות כימיות הם יותר מאבני בניין פסיביות ומקורות דלק לתאים, כפי שחשבו זמן רב.
במקום זאת, מוצרי הביניים הללו, יחד עם מטבוליטים אחרים, מרכיבים רשת נרחבת של זקיפים המנטרים את הסביבה ומניעים את התאים להסתגל בעת הצורך. הם עושים זאת על ידי אינטראקציה עם חלבונים ושינוי אופן פעולתם. האם ארוחה גדולה שואבת יותר מדי פחמימות בגוף? או יותר מדי שומן? כמו מתג מסילת ברזל שמנחה רכבת למסילה חדשה, האינטראקציות הללו בין חלבון למטבוליטים מעבירות את הפעולות המטבוליות כדי לפרק את החומרים המזינים האלה ולייצב את המסלול.
המחבר הראשון של המחקר קווין היקס, Ph.D., פיתח טכנולוגיה חדשה, המכונה MIDAS, שחושפת את גודל הרשת הרגולטורית הפועלת כממשק בין רמזים סביבתיים ומטבוליזם של התא, הנקראת אינטראקטום חלבון-מטבוליט. הטכניקה הרגישה ביותר זיהתה אינטראקציות שמעולם לא נראו. ניתוח של 33 חלבונים אנושיים המעורבים בהמרת פחמימות לדלק מצא 830 אינטראקציות עם מטבוליטים. בהתחשב בכך שיש אלפי חלבונים בתא, קנה המידה המלא של הרשת צפוי להיות הרבה יותר גדול.
"זה מפתיע כמה מעט אנחנו יודעים על היקף האינטראקציות האלה", אומר היקס. "אנחנו דוחפים את ההבנה שלנו לגבי הרשת הביולוגית לכיוונים חדשים".
תהליכים מטבוליים שיורדים מהפסים עלולים להוביל למחלות ומחלות. רוטר והיקס אומרים כי שפיכת אור על אינטראקציות נוספות ברשת תוביל להבנה טובה יותר של גורמי השורש למחלות – ולפיתוח גישות טיפוליות חדשות להחזרת הדברים למסלולם.
קישור לכתבת המקור – 2023-03-14 01:14:03
