פגם גנטי נדיר משוכפל במודל הדגים: החוקרים מדגמנים הפרעה מטבולית מורכבת

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


פגם גנטי נדיר הפוגע בגן המכונה ALG2 עלול לגרום למחלות מטבוליות קשות בבני אדם. הוא עושה זאת באמצעות היווצרות לקויה של חלבונים ומולקולות סוכר. עד כה, נדירותו ומורכבותו הקשו על לימוד הפרעת הגליקוזילציה המולדת הזו. צוות מחקר בראשות פרופ 'ד"ר יואכים ויטברודט וד"ר תומאס ת'מברגר מהמרכז ללימודי אורגניזם (COS) מאוניברסיטת היידלברג הצליח סוף סוף להכניס את המוטציה הבסיסית בגן ALG2 במודל דגים, ובכך לאפשר את הגורמים למכלול זה. מחלות שיש ללמוד ברמה המולקולרית.

תאים אנושיים נשמרים בחיים על ידי פעילותם של מיליוני חלבונים. עם התבגרותם, יש לשנות חלבונים אלה במספר רב של דרכים, למשל באמצעות תוספת של מולקולות סוכר – שינוי מכריע לתפקוד תקין. ליקויים בתהליך הוספת סוכר זה, המכונה גם קישוט סוכר, הם לעיתים קרובות קטלניים בשלבים הראשונים של ההתפתחות. כפי שמסביר פרופ 'ויטברודט, במקרים נדירים פגם גנטי גורם לחסרים בתוספת סוכר, שמתבטאים אז כהפרעות מולדות של גליקוזילציה. "גליקוזילציה נכונה של חלבונים דורשת מספר אנזימים המתפקדים יחד כמו שעון," קובע החוקר. לגן ALG2 יש משימה חשובה במיוחד בתהליך זה. הוא מקודד אנזים הדרוש להתפשטות נכונה של שרשרת הסוכר. אם תהליך זה מופרע, המטופלים נראים לא מושפעים בלידה אך מפתחים בעיות באיברים שונים, כמו העיניים, המוח והשרירים, במהלך הילדות המוקדמת.

הצוות בראשות פרופ 'ויטברודט וד"ר ת'אמברגר השתמשו במספריים לעריכת גנים CRISPR / Cas9 כדי להציג מוטציה של ALG2 במודל דגים, דג האורז היפני או medaka. "דגים הם מודלים טובים במיוחד להפרעות אלה מכיוון שהם מתפתחים מחוץ לאם, מה שהופך אותם למאוד מתאימים לחקר מומים עובריים מוקדמים", מסביר ד"ר ת'אמברגר. בנוסף, ניתן לערוך את הגנום של דג האורז היפני ביעילות ובדיוק. "הדגים שלנו הם תאומים גנטיים, כביכול, כך שניתן לזהות באופן ישיר את ההשפעה של שינויים בודדים בהשוואה לדגים שלא השתנו גנטית."

למרות שהמרחק האבולוציוני בין בני אדם לדגים הוא עצום, החוקרים מדווחים על רבים מאותם תסמינים במודל הדגים המופיעים בחולי ALG2, כולל פגמים עצביים ספציפיים. הם הופתעו מהתוצאות שהניבו ניתוח האורגניזם הכולל של medaka, שלקח בחשבון את הספקטרום המלא של סוגי תאים שונים. "אף על פי שכל תאי הדגים הראו את אותה פעילות ALG2 מופחתת, סוגים מסוימים של תאים הושפעו יותר מאחרים", קובע פרופ 'ויטברודט. ברשתית עין הדג תאי חרוט הדרושים לחישת צבע לא הושפעו, אך היה אובדן פרוגרסיבי של תאי מוטות הדרושים לראייה באור נמוך, ובכך הפך את הדג לעיוור לילה. כעת החוקרים מקווים לזהות את החלבונים שגורמים לתאי המוט למות בגלל קשירת סוכר מופחתת.

"המחקרים שלנו על מודל דגי מדקה הראו שניתן היה למנוע את כל הסימפטומים על ידי אספקת mRNA ALG2 פונקציונלי לחלוטין – התוכנית לייצור אנזים ALG2 נכון. הצלחנו להפוך את הפגם הגנטי ביעילות במודל הדגים. זה אומר שאנחנו כעת אנו יכולים לנתח באופן שיטתי את אזורי התפקוד האינדיבידואליים של אנזים ALG2. אנו מעוניינים במיוחד בתגובה הספציפית לסוג התאים בהקשר של האורגניזם כולו ", מדגיש יואכים ויטברודט. בהמשך למחקר זה, צוות המחקר של היידלברג מתכנן לחקור את המנגנונים המולקולריים והגורמים להתפתחות מחלות מטבוליות מורכבות כל כך בבני אדם.

מקור הסיפור:

חומרים המסופק על ידי אוניברסיטת היידלברג. הערה: ניתן לערוך תוכן לפי סגנון ואורך.

.



קישור לכתבת המקור – 2021-06-23 20:06:51

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