כמעט כל התאים בגופנו מכילים גרעין: מבנה כדורית משהו שמופרד משאר התא על ידי קרום. כל גרעין מכיל את כל המידע הגנטי של האדם. אז זה משמש כסוג של ספרייה – אך כזו עם דרישות קפדניות: אם התא זקוק להוראות הבנייה לחלבון, הוא לא פשוט ישאיל את המידע המקורי. במקום זאת, תעתיק שלו נעשה בגרעין.
המכונות הנדרשות לכך מורכבות מאוד, לא מעט מכיוון שהתמלילים אינם עותקים פשוטים. בנוסף למידע חיוני, גנים מכילים גם קטעים רבים של "זבל" חסר משמעות. הם מוסרים כאשר מתבצע התמליל. ביולוגים מכנים גרסת עריכה זו "שחבור".
"תפקיד חשוב בשחבור ממלא מתחם ה- SMN, 'מכונה מולקולרית' המורכבת מתשעה חלבונים שונים", מסביר פרופ 'ד"ר אוליבר גר מהמכון לגנטיקה באוניברסיטת בון, שהוא גם חבר ב תחום המחקר הבין-תחומי של האוניברסיטה "חיים ובריאות". "מעניין שמכונות אלה אינן מופצות באופן שווה בגרעין. במקום זאת הן מצטברות באתרים ספציפיים הנקראים גופי קג'אל." עם זאת, אין מנגנוני תחבורה בגרעין התא המביאים את מתחמי ה- SMN לגופי קג'אל. במקום זאת, לחלבוני SMN עצמם יש תכונות מסוימות האחראיות לצבירה שלהם. אילו אלה היו, לא היה ברור עד כה.
מתחמי SMN נושאים מספר יוצא דופן של קבוצות פוספט
למתחמי SMN יש מאפיין בולט: הם נושאים מספר גדול במיוחד של קבוצות פוספט, שהן שאריות מולקולריות קטנות שבמרכזן אטום זרחן. "חשדנו שזירחון זה מקדם את התקבצותם ההמונית בגופי קג'אל", מסביר ד"ר מקסימיליאן שילינג מקבוצת המחקר סביב אוליבר גרוס.
קבוצות פוספט אינן חלק מתוכנית החלבון בפועל – הם מתווספים מאוחר יותר וניתן גם להסיר אותם שוב. לעיתים קרובות כך מווסת התא את פעילות החלבון המתאים. קבוצת הפוספט נקשרת בתהליך זה על ידי אנזימים מסוימים, הקינאזות. "כעת עיכבנו כל אחד ממאות הקינאזות האנושיות בנפרד ובדקנו כיצד זה משפיע על היווצרות גופי קג'אל", אומר שילינג.
באופן זה, הם נתקלו ברשת קינאזות, שכאשר עוכבו את גופם של קג'אל נעלמו במידה רבה. ניתוחים נוספים הראו כי בהיעדר קינאזות אלה, זירחון של מתחמי SMN באתרים ספציפיים ירד בחדות. זה גורם לאחר מכן להפסיק פלאש הגרעין בגרעין – גופי קג'אל מתפרקים. הממצא מעניין במיוחד מכיוון שהקינאזות שזוהו לא רק מווסתות שחבור, אלא גם התרגום של תמלילי הגנים שנערכו בדרך זו לחלבונים. לפיכך מדובר באנזימים החשובים לשלבים שונים בתהליך חיוני זה.
מוטציה גורמת למחלות קשות
קומפלקס ה- SMN ידוע לגנטיקאים האנושיים לא רק בזכות תפקידו בשחבור: מוטציות בודדות בתכניתו גורמות למחלה קשה, ניוון שרירים בעמוד השדרה, בקרב הנפגעים. אחד מכל כ- 6,000 ילודים נולד עם מום גנטי זה. הטיפול יקר במיוחד; העלות למטופל מסתכמת במיליונים. "חלק ממומים הגן הגורמים לניוון שרירי עמוד השדרה נמצאים בסמוך לאתרי הזרחון של מתחם ה- SMN", מסביר גרוס. "לפיכך, אנשים מושפעים סובלים מפגיעה בהתקשרות של קבוצות פוספט לאתרים אלה, וכתוצאה מכך גם פגיעה ביצירת גופי קג'אל. אנו חושדים כי הדבר גורם לפגיעה באיחוד, מה שמביא לאחר מכן לתסמיני המחלה."
לכן הקינאזות שזוהו עשויות להתאים כנקודת מוצא לטיפולים חדשים. תוצאות ראשוניות מתאי מודל עכבר לניוון שרירים בעמוד השדרה האנושי מראות כי גורמים המגבירים את פעילות הקינאז משפרים גם את היווצרות הגוף של קג'אל. "לא ברור לחלוטין אם גורמים אלה משפרים גם שינויים פתולוגיים באורגניזם מורכב", מזהיר גרוס מפני ציפיות מנופחות. "שאפשרויות טיפול חדשות בסופו של דבר יעלו מכך הם עדיין ספקולציות בשלב זה."
מקור הסיפור:
חומרים המסופק על ידי אוניברסיטת בון. הערה: ניתן לערוך תוכן לפי סגנון ואורך.
.
קישור לכתבת המקור – 2021-06-22 21:28:32
