האור שמתחת למים

חוקרים בפקולטה לביולוגיה בטכניון גילו לראשונה קולטני אור ייחודיים המשותפים לנגיפי-ענק ימיים ולאצות שהם מדביקים. את המחקר שהתפרסם ב-Current Biology הובילו פרופ' עודד בז'ה והפוסט-דוקטורנט ד"ר אנדריי רוזנברג.

ד"ר אנדריי רוזנברג

ד"ר אנדריי רוזנברג

קבוצת המחקר של פרופ' בז'ה חוקרת רודופסינים – חלבונים המשמשים הן לקצירת אנרגיית אור (בדרך שונה מפוטוסינתזה) והן במנגנוני חישת אור תת-תאית הדומים במידת מה לעין. המחקר הנדון התמקד ברודופסינים ייחודיים שהם תעלות רודופסינים המופעלות באור. אלה הם רודופסינים מיקרוביאליים שמשתמשים באנרגיית אור כדי להעביר שטפי יונים דרך קרום התא. חלבונים אלה, שמקורם הטבעי במיקרובים, משמשים במדעי המוח כאמצעי אופטוגנטי לביצוע מניפולציות מדויקות – עירור ועיכוב – על תאי העצב, הנוירונים, באמצעות אור. האופטוגנטיקה חוללה מהפכה בחקר המוח וכיום היא נחשבת לשיטה הטובה ביותר להפעלה של תאים ספציפיים כדי לבדוק את השפעתם על תפקוד האורגניזם.

המחקר על תעלות הרודופסינים החל באפיון חלבונים הנמצאים באצות ירוקיות, ומאז התגלו תעלות רודופסינים שונות ומגוונות באצות חד-תאיות נוספות וביצורים חד-תאיים אחרים. גם ליצורים אלה יש עיניים תת-תאיות קטנות והם משתמשים ברודופסינים כדי להתרחק מאור חזק מדי או כדי להתקרב לאור ברמה הרצויה.

קבוצת המחקר מהטכניון, שערכה אנליזה מטא-גנומית של החומר הגנטי שבמים, גילתה כעת כי גם בנגיפים התוקפים אצות מצויים גנים המובילים להתפתחות תעלות רודופסינים. הקבוצה גילתה משפחה חדשה של תעלות רודופסינים הנוצרות באצות המותקפות, ובאמצעות ניסויי אלקטרופיזיולוגיה הראתה כי תעלות הרודופסינים של הנגיפים התוקפים שייכות לאותה משפחה.

לדברי פרופ' בז'ה, "מהמיפוי הגנומי שערכנו הסקנו שמקורם האבולוציוני של הגנים באצה, לא בנגיף, ואנחנו מעריכים כי בשלב מסוים באבולוציה 'גנב' הנגיף מהאצה את הגנים לרודופסינים באופן המאפשר לו לבצע בה מניפולציה כלשהי הקשורה לחישת אור ומקנה לו יתרון הישרדותי. יתכן שהנגיף התוקף גורם לאצה לשנות התנהגות ולשחות לאזור שבו התאורה מסייעת לו."

המחקר מבוסס על מידע שנאסף ב-Tara Oceans, פרויקט בינלאומי הממפה את המגוון הביולוגי בים באמצעות מסעה המתמשך של האונייה "טארה" בימים ובאוקיינוסים. המחקר נעשה בשיתוף עם קבוצתו של פרופ׳ פטר הגמן מאוניברסיטת הומבולדט בברלין.

למאמר המלא ב  Current Biology לחצו כאן