2023 מְחַבֵּר: Bailey Leapman | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-20 22:47
במשך שנים, חוקרים תמהו כיצד חלק מהתאים מכוונים את עצמם לעבר חומר כימי שמתפשט מסביב. כעת, בגיליון השבוע של Science, חוקרי ג'ונס הופקינס מזהים חלבון המצטבר לכיוון הקצה הקדמי של תא ועוזר לתאים "לחוש" את דרכם למטרה.
"חישת שיפוע חשובה בכל דבר, החל מדלקות, לחימה במחלות וצמיחת כלי דם ועד לריפוי פצעים והתפתחות טרום לידתית", אומר פיטר דברוטס, Ph. D., פרופסור לביוכימיה ומחבר בכיר של המחקר.הממצא, הוא אומר, מקרב את החוקרים צעד אחד יותר להבנת מנגנון החישה הכימי הזה ושימוש בו לפיתוח טיפולים.
"אם נבין את תהליך הכימותקסיס, בעתיד אולי נוכל לעודד או לעכב אותו", אומר דברוטס. "זה יכול להיות מועיל בעידוד ריפוי פצעים, טיפול בסרטן על ידי האטת צמיחת כלי דם, או הפחתת דלקת ובכך לשלוט בדלקת פרקים."
התהליך שבו תאים מסוגלים לנוע את עצמם לכיוון מטרות מסוימות ידוע בשם כימוטקסיס. כאשר תא רוצה למשוך תא אחר, הוא משחרר מולקולות איתות הנקראות chemoattractants. מולקולות אלו נעות לכיוון התא השני ומקימות סביבו בריכה רדודה. לאחר מכן, התא ינוע לכיוון המקור, גם כאשר מספר המולקולות הכימו-מושכות ליד החלק הקדמי של התא הקולט גבוה ב-10% בלבד מאשר ליד החלק האחורי. בנוסף, קצה אחד של התא, המכונה הקצה ה"מוביל", רגיש יותר לגירוי, מה שעוזר עוד יותר להנחות את התא לעבר המטרה שלו.בהתחשב בפיסות המידע הללו, חשבו חוקרים, כיצד ידע התא לאיזה כיוון לנסוע וכיצד הוא קבע את הקצה המוביל שלו?
כדי לענות על השאלות, Devreotes ועמיתיו חקרו אמבה בשם Dictyostelium, שמתנהגת כמו תאים כימוטקטיים רבים. "האמבה החברתית" הזו מגיבה לחומר כימו-מושך הידוע בשם cAMP, והתגובה שלה מאפשרת לה לתקשר עם האמבות האחרות שלה בתמרוני הישרדות. מחקר בעשור האחרון על Dictyostelium הוכיח שתאים משתמשים בקולטנים המקושרים לחלבוני G כדי לחוש כימו-מושכים. בדיוק כמו תאים כימוקטיים אחרים, האמבות יכולות לחוש שיפועים רדודים ויש להן רק קצה מוביל אחד.
Devreotes ועמיתיו חיפשו חלבונים בחלוקה לא אחידה בתוך האמבות החברתיות שיכולים להסביר כיצד תאים חשים כיוון. הם ידעו שכאשר מולקולות chemoattractant עוגנות על קולטנים, הקולטנים משנים את צורתם, והשינוי הזה מושך חלבוני G הצפים בקרומי התא.אולם כאשר חוקרים בדקו את התפלגות הקולטנים, הם גילו שהקולטנים מחולקים באופן שווה סביב התא.
בשנת 1998, Devreotes ועמיתיו זכו להגרלה כאשר, לאחר מיון במספר כימיקלים בתוך תאים, הם גילו שהקצה המוביל של התא מכיל כמויות גדולות יותר של חלבונים ספציפיים. חלבונים אלו, הנקראים חלבונים המכילים תחום PH, צפים בחופשיות בגוף התא אך נמשכים לצד אחד כאשר האותות של חלבון ה-G מופעלים. החוקרים עשו זאת על ידי הצמדת תגי חלבון ירוק פלואורסצנטי לחלבונים מתחום PH ולאחר מכן הצצה דרך מיקרוסקופ כדי לקבוע לאיזה צד של התא החלבונים המתויגים הללו נהרו לאחר שהיו נתונים ל-cAMP. הם גילו שהחלבונים הפלורסנטים סימנו בצורה מהימנה את המקומות על הממברנה שבהם פעילים אותות G-protein.
במדע הנוכחי, החוקרים אומרים שהם יודעים כעת מה הופך את הקצה המוביל של התא לרגיש יותר לגירוי.הם חיברו את החלבון הירוק הפלורסנטי לחלק מחלבון ה-G. כאשר הם בדקו את התאים תחת המיקרוסקופ, הם גילו שחלבוני ה-G הצטברו על קרום התא לכיוון הקצה המוביל. בניסוי אחר, חוקרי הופקינס שיתקו כימית את התאים וגרמו להם לאבד את יתרונם. החוקרים גילו שחלבוני ה-G התפזרו באופן שווה סביב החלק החיצוני של התא ושהתאים הפכו רגישים באותה מידה בכל הנקודות.
"מה שזה אומר לנו זה שתא יכול לחוש בכל פני השטח שלו אבל הוא יכול להוביל רק עם הקצה הקדמי שלו", אומר דברוטס. החוקרים אומרים שלמרות שאחרים הציעו כי חלוקה לא אחידה של חלבונים עשויה להיות מעורבת בכימוטקסיס, החלבון שלהם הוא החלבון הראשון כזה שזוהה באופן קונקרטי כמבצע זאת.
מחברים נוספים של המחקר הם טיאן ג'ין, נינג ג'אנג, יו לונג וקרול הורה. המכונים הלאומיים לבריאות מימנו את המחקר.
- -JHMI- -
איש קשר למדיה: קייט או'רורק (410)955-8665אימייל: [email protected]
