2023 מְחַבֵּר: Bailey Leapman | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-20 22:47
לראשונה, מדענים מצאו דרך לתעד את ה"שיחות" המתקיימות בו-זמנית בין אלפי מולקולות בתוך תא בודד.
באמצעות רובוטים כדי לנטר את ההתרחשויות של אלפי תאי שמרי אופה בודדים הגדלים על רשת פלסטיק קטנה, מדענים הנתמכים על ידי המכון הלאומי לבריאות, בשיתוף פעולה עם CuraGen Corporation מניו הייבן, קונטיקט, השיגו אבן דרך ביולוגית בקביעה אילו מולקולות בתא "מדברות" עם אחרים על ידי יצירת מגע פיזי.
ללא גישה אוטומטית, העבודה לחפש - בזה אחר זה - את כל המגעים הפיזיים בין מוצרי החלבון של אלפי הגנים בתא שמרים תהיה תהליך איטי מאוד.
למרות שהחוקרים זיהו רק חלקיק - בערך אלף - ממגעים פיזיים כאלה, ההשפעה של הגישה החדשה צפויה להיות משמעותית.
"מדענים בכל העולם העובדים בשמרים יוכלו להשתמש במידע הזה", אמר ד"ר סטנלי פילדס מאוניברסיטת וושינגטון, אחד מהכותבים הבכירים של המאמר. העבודה מופיעה בגיליון 10 בפברואר של Nature, ומופיעה על שער כתב העת.
שמרי האפייה - המוכרים לחוקרים בשם Saccharomyces cerevisiae - הם חביבת מעבדה לאלפי מדענים שחוקרים את מסתורי הביולוגיה, שחלק גדול מהן משפיעות על הבנת בריאות האדם ומחלות. אף על פי שהם פרימיטיביים, תאי שמרים חולקים מספר יוצא דופן של קווי דמיון חשובים עם מינים מפותחים יותר, כולל בני אדם.
"האזנה" שבה חלבונים מדברים פיזית עם חלבונים אחרים היא משימה קריטית עבור חוקרים, שכן כל התאים מסתמכים על דיונים מולקולריים נרחבים ומתמשכים כדי לבצע את פונקציות החיים - הכל מנשימה ועד זיכרון.
מדענים אחרים פיתחו גישות עוצמתיות כדי לקבוע אילו מבין אלפי הגנים "מופעלים" בתא מסוים, אבל לא היה להם "ספר מדריך" שיגיד להם אילו מוצרי גנים עשויים לגעת זה בזה.
"עכשיו יש להם אחד", אמר ד"ר ג'יימס אנדרסון, ביולוג מולקולרי במכון הלאומי למדעי הרפואה הכללית, אחד ממרכיבי ה-NIH שמימנו את המחקר. "עבודתו של ד"ר פילדס מוסיפה חלק חיוני לפאזל שמציב מידע גנטי, שנראה כערבוב עצום של אותיות ומילים", הוסיף.
דמיין לעצמך, למשל, ביקור בספרייה מלאה בספרים שלא הצלחת לקרוא. במובן מסוים, זו הדילמה המדעית העומדת בפני ביולוגים ברחבי העולם. לחוקרים יש ביד מטענים של מידע גנטי - מיליארדי אותיות DNA המפרטות את ההוראות לחיים באורגניזמים מגוונים כמו שמרים, תולעים, זבובים ובני אדם.הבעיה היא שבמידה רבה, אף אחד לא יודע מה כל הגנים האלה עושים. ואפילו במקרים שבהם מדענים כן יודעים, תמוה עוד יותר הוא כיצד חלקי תאים מתקשרים זה עם זה, לעתים קרובות באמצעות מגע פיזי.
Dr. הצוות של פילדס ועמיתיהם ב-CuraGen השיגו את העבודה על ידי אוטומציה של טכניקות ביולוגיות מולקולריות מתקדמות, אך בשימוש נפוץ. החוקרים השתמשו בשתי גישות נפרדות כדי לתקוף את הבעיה. כל אחד מהם היה אסטרטגיה אוטומטית שבה תא בדיקה שורד רק אם הוא מכיל חלבונים שנוגעים זה בזה.
לפי ד"ר פילדס, המרכיב המרכזי בבסיס המחקר הנוכחי שלהם היה הזמינות של כל רצף ה-DNA של הגנום של שמרי האפייה והיכולת לזהות את הגנים. כאשר הרצף המלא של הגנום האנושי יהיה זמין לחוקרים בשנתיים הקרובות, צופה ד"ר פילדס, אסטרטגיה דומה תתאפשר באמצעות תאים אנושיים.
"זה רק עניין של הגדלה," הוא אמר.
בנוסף ל-NIGMS, גם המרכז הלאומי למשאבי מחקר (NCRR) של NIH סיפק מימון לעבודה, יחד עם המכון הרפואי הווארד יוז ומכון המחקר הגנום של Merck.
