מפריד חלבונים

helbo2

פרופסור-משנה אכרם עליאן מחפש דרכים לבלום את התפשטותו של וירוס ה-HIV בגוף החי.

"שלושת הנובליסטים הישראלים בתחום הכימיה זכו בנובל על מחקרים בתחום החלבונים, ולא במקרה. כל הפעילויות בגופנו, טובות ורעות, מושפעות מהחלבונים שאנו מייצרים.

"יצירת החלבונים ותפקודם מושפעים לעתים מגורמים חיצוניים הקרויים פתוגנים – וירוסים וחיידקים, למשל. לכן, כדי לפתח טיפולים מוֹנעֵי-מחלה ולהתגבר על בעיות כמו עמידוּת לתרופות, יש להבין את האינטראקציות בין החלבונים שלנו לחלבוני הפתוגן."

קורות חיים. פרופסור-משנה אכרם עליאן גדל בשכונת בית צפפא שבדרום ירושלים, למד בתיכון טרה סנטה בעיר העתיקה וסיים את לימודיו בשנת 1989 עם תעודת בגרות ירדנית במתמטיקה, פיזיקה, כימיה, ביולוגיה ואנגלית. את התואר הראשון עשה באוניברסיטה הירדנית בעמאן, ואת תאריו המתקדמים בפקולטה לחקלאות ברחובות (ביולוגיה מולקולרית של צמחים) ובאוניברסיטה העברית והדסה עין כרם (אפיון האינטראקציות בין וירוסים לאדם). "בדוקטורט שיניתי את תחום המחקר מצמחים לתהליכים פיזיולוגיים, אבל בסופו של דבר הגֶנים הם אותם הגנים. שם התחלתי להתמקד בשיבושים גנטיים ובריפוי גֶני – כלומר הכנסת גנים לתוך התא על ידי וירוסים."

פצפונים. הבעיה העיקרית בחקר החלבונים היא היותם ישויות מורכבות וזעירות מאוד. כדי לאפיין אותם, כלומר לנתח את הרכבם, דרושה רזולוציה גבוהה מאוד שאינה זמינה במיקרוסקופים רגילים. לכן אנחנו משתמשים בכלים של ביולוגיה מבנית, ובעיקר בקריסטלוגרפיה, המאפשרת ניתוח של חלבונים עד לרמה אטומית. הקריסטלוגרפיה מסייעת בפענוח שאלות רבות כגון השפעת מוטציות על אופי האינטראקציות בין חלבונים שונים.

סוס טרויאני. הקבוצה של פרופסור-משנה אכרם עליאן מתמקדת באפיון של חלבונים וקומפלקסים – כלומר כמה חלבונים המקיימים אינטראקציה זה עם זה. חלבונים אלה קשורים הן בהתפתחות מחלות סרטניות, הן בדיכוי התרבות של נגיפים. "גם לנגיף כמו HIV, הגורם לתסמונת הכשל החיסוני (AIDS), נחוצים חלבונים תקינים. הנגיף הזה מחדיר את ה-DNA שלו ל-DNA שלנו באמצעות חלבון בשם אינטגראז (Integrase), וכך הוא משכפל את עצמו ומתפשט בגוף כולו. זה בעצם מעין מנגנון של סוס טרויאני אשר משתמש בגנום המארח על מנת להשתלט עליו."

ניתוק מגע. מטרתו של פרופסור-משנה עליאן, אם כן, היא להבין את מנגנון ההיקשרות של ה-DNA לאינטגראז במטרה לבלום אותו וכך לחסום את הִתרבות הווירוס בגוף האדם. "לפני שש שנים פותחה תרופה שנועדה לעשות זאת, אבל מאחר שלא היתה ממוקדת מספיק, היא לא השיגה את מטרתה." צוות המעבדה של פרופסור-משנה עליאן, לעומת זאת, פיתח נוגדן שנקשר לאינטגראז באופן ממוקד ומונע ממנו להיקשר ל-DNA של הווירוס. "הראינו כי הנוגדן הזה חוסם בהצלחה של כ-75% את הִתרבות הווירוס." את ההצלחה הוא מייחס לציוד הקריסטלוגרפי המתקדם העומד לרשותו בטכניון, ציוד "המאפשר לנו למפות את מולקולות החלבון ברזולוציה גבוהה מאוד, ברמה ננו-מטרית, וכך להבין את המנגנון באופן מעמיק ומפורט יותר."

המרכז לביולוגיה מבנית נחנך השנה בהשקעה של 4 מיליון דולר

לראות את הבלתי נראה

את הפוסט-דוקטורט עשה עליאן באוניברסיטת UCSF בסן פרנסיסקו, שם למד קריסטלוגרפיה – התמחות המלווה אותו עד היום. באותה תקופה הכיר את אשתו, התחתן והוליד 2 בנות. ב-2010, אחרי שבע שנות שהות בארה"ב, קיבל פנייה מהטכניון להצטרף למרכז הטכניוני לביולוגיה מבנית (TCSB), אשר הוקם בבניין אמרסון למדעי החיים. "עניתי בחיוב, כי היה לי ברור שיש כאן הזדמנות נדירה למחקר מתקדם, עם תשתית ברמה הגבוהה בעולם. כאן יש לי אפשרות לנהל מחקר בין-תחומי, שמשלב ביולוגיה מבנית עם וירולוגיה, ביולוגיה של הסרטן וביו-כימיה."

המרכז לביולוגיה מבנית נחנך בטכניון השנה בהשקעה של כ-4 מיליון דולר. עבור המרכז נרכש ציוד קריסטלוגרפיה מתקדם, הכולל מערכת "דיפרקטומטר" המאפשרת לנתח את מבנה הגביש ברזולוציה גבוהה מאוד, ברמה המולקולרית. "ליכולת שלנו 'לראות' עצמים בלתי נראים יש חשיבות רפואית אדירה, למשל בהבנת הקשר בין תרופה לבין יעד המטרה שלה בגוף", מסביר ראש המרכז, ד"ר חי דביר. תשתיות המרכז כוללות גם ציוד רובוטי המאפשר ליצור מאקרו-מולקולות ביולוגיות ולעקוב אחר התהוותן באמצעות הדמיה מיקורוסקופית.