פוענח מנגנון האיחוי הבין-תאי

פרופ' בני פודבילביץ

פרופ' בני פודבילביץ

חוקרים בטכניון פענחו את מנגנון האיחוי הבין-תאי, החיוני בתהליכי-חיים בסיסיים כגון היווצרות העובר (איחוי זרע-ביצית), התפתחות עוברית וצמיחה של רקמות כגון שריר ועצם. תהליך זה מעורב ככל הנראה גם בתהליכים דלקתיים וסרטניים. המחקר התפרסם בכתב העת Cell Reports.

פרופ' בני פודבילביץ מהפקולטה לביולוגיה בטכניון, שהוביל את המחקר, מסביר כי "ברור שתהליך קריטי כל כך חייב להיות מבוקר היטב במרחב ובזמן. עם זאת, למרות חשיבותו, מנגנון הבקרה הזה עדיין לא פוענח במלואו, וזו היתה המשימה שלנו במחקר הנוכחי: הבנה של המנגנון הגנטי והתאי האחראי על בקרת האיחוי."

איחוי בין-תאי (Cell-cell fusion) הוא תהליך שבו שני תאים נצמדים זה לזה, קרומיהם נפרמים באזור המגע ושני התאים הופכים לאחד. פרופ' פודבילביץ, החוקר את המנגנון האמור כבר זמן רב, גילה בעבר כי השחקן המרכזי בתהליך הוא EFF-1 המהווה חלבון איחוי עוברי. לדבריו, "אנחנו מתייחסים אל החלבון הזה כאל פַּסָּל, שכן בתהליך הזה הוא מפסל תאים ואברים."

במחקר הנוכחי, שנערך במעבדתו של פרופ' פודבילביץ על ידי ד"ר קסניה סמורובה, התברר כי איחוי מוצלח מחייב נוכחות של EFF-1 בשני התאים המועמדים לאיחוי. יתר על כן, החוקרים גילו כי לצורך האיחוי צריכים חלבוני ה-EFF-1 משני התאים להיפגש באזור המגע בין התאים. עם זאת, כדי למנוע איחוי-יתר, הגורם לתמותה של האורגניזם כולו, חייבים חלבונים אלה להישמר רחוק מקרום התא ולהגיע אליו רק בשלב הרצוי. על המשימה הזו, גילתה ד"ר סמורובה, מופקדים שני חלבונים
( RAB-5 ודינמין) המרחיקים את EFF-1 בהתמדה מקרום התא.

המחקר הנוכחי בטכניון, כמו מחקרים רבים אחרים בתחום זה, בוצע על התולעת (נמטודה)
C. elegans. לתולעת זו יתרונות רבים מנקודת ראות מחקרית, ובהם היותה האורגניזם הרב-תאי הראשון שהגנום שלו רוצף במלואו. זוהי תולעת שקופה שאפשר לראות את אבריה בצילום לא פולשני. המחקרים ב-C. elegans, שהחלו בשנות השישים, כבר הובילו כמה פעמים לזכייתם של מדענים בפרס נובל.

ד"ר קסניה סמורובה

ד"ר קסניה סמורובה

"לאחר פענוח המנגנון ב- C. elegansבדקנו את פעולתו של eff-1 על תאים של זבובים ויונקים, והראינו שגם ברקמות האלה הוא מוביל לאיחוי. המשימה העתידית היא כמובן לבדוק את פעילותו של הגן הזה באדם, ולהבין אם באמצעות שליטה ברמת הביטוי של הגן החיוני הזה נוכל להתמודד עם בעיות פוריות, למנוע פגמים בהתפתחות העוברית, לבלום תהליכים דלקתיים וסרטניים ועוד."

פרופ' פודבילביץ, יליד מקסיקו, הגיע לישראל בתום לימודי התיכון. לאחר תקופת מגורים בקיבוץ ניר דוד הוא חזר למקסיקו, סיים את לימודי התואר הראשון במקסיקו סיטי והמשיך לתואר שלישי באוניברסיטת Yale ולפוסט-דוקטורט בקיימברידג'. לאחר נישואיו עלה לישראל ומאז הוא חבר סגל בפקולטה לביולוגיה בטכניון.

למאמר לחץ כאן

בתמונת המיקרוסקופ : במבט על האזור העליון בשני התצלומים אפשר לראות תהליך איחוי תקין (מימין) לעומת תהליך משובש (משמאל). בחלקו העליון של התצלום הימני נעלמים בהדרגה הקרומים המפרידים בין התאים. בחלקו העליון של התצלום השמאלי הם אינם נעלמים, והאיחוי אינו מתבצע, בגלל מוטציה בגן האיחוי  eff-1

בתמונת המיקרוסקופ : במבט על האזור העליון בשני התצלומים אפשר לראות תהליך איחוי תקין (מימין) לעומת תהליך משובש (משמאל). בחלקו העליון של התצלום הימני נעלמים בהדרגה הקרומים המפרידים בין התאים. בחלקו העליון של התצלום השמאלי הם אינם נעלמים, והאיחוי אינו מתבצע, בגלל מוטציה בגן האיחוי eff-1