אותות מצוקה בשידור חי

מגזין מכון ויצמן,‏ יום שלישי, 14 באוקטובר 2008

 מקור וקרדיט : אתר הידען

 תאי העצב היוצרים יחד סיבי עצבים, דוגמת אלה הפרוסים מבסיס עמוד השדרה לכל אורך הרגל, מגיעים לעיתים לאורך של מטר. במילים אחרות, שלוחותיהם של תאי העצב, האקסונים, יכולות להיות ארוכות פי 40,000 מרוחב גוף התא. כאשר אקסון כזה נפגע, הוא משגר אותות מצוקה מולקולריים אל עבר גרעין התא. בשביל המולקולה המעבירה את איתות המצוקה, המסע מאתר הפגיעה שלאורך האקסון אל גוף התא הוא שווה ערך למסע של שליח אנושי מקצה אחד של המדינה אל הקצה האחר.

פרופ' מיכאל פיינזילבר, מהמחלקה לכימיה ביולוגית במכון ויצמן למדע, חוקר את מערכות התקשורת של איתות החירום בתאי עצב. בעבר עלה בידו להראות שאותות המצוקה מורכבים כמבנה מולקולרי הנע לכיוון הגרעין על מעין "מסילה" העשויה ממיקרוטובולות, המהוות חלק מהשלד התאי. החלבון דיינין מתפקד כמעין מנוע, שיחד עם "חלבוני יבוא" ("אימפורטינים") מעביר מולקולות שונות אל תוך גרעין התא, וממנו אל חלל התא. כך מגיעים אותות המצוקה מה"שטח" אל מוצב הבקרה והפיקוד של התא.

אבל כיצד פועל המנגנון השולט במערכת התקשורת הזאת לאחר פציעה? זו הייתה השאלה שהעסיקה את פרופ' פיינזילבר ואת תלמידי המחקר מקבוצתו, דימיטרי יודין ושלומית הנץ, שעבדו יחד עם חברי קבוצת המחקר של ד"ר ג'פרי טוויס במכון נימורס בדלאוור. הם השתמשו בעצבי הירך של חולדות כבמודל מחקרי, וחיפשו שינויים בהרכב המולקולרי של החומר התאי מסביב לאתר הפציעה בתאי עצב. להפתעתם, הם גילו באיזור הפציעה מולקולות שעד כה נחשבו כ"תושבות" של גרעין התא בלבד. המולקולות האלה, הידועות באופן קבוצתי כמערכת ה-Ran, מופיעות בשתי תצורות עיקריות: אחת שנמצאת בתוך הגרעין, והשנייה מצויה בעיקר מחוץ לגרעין, ומסייעת לחלבונים ה"אימפורטינים" להוביל מולקולות שונות אל תוך הגרעין, וממנו החוצה, דרך מעין שערים בקרום הגרעין.

מתברר שמולקולת ה-Ran, המצויה בדרך-כלל בתוך הגרעין, משתלבת במבנה המולקולרי המהווה את אות המצוקה שאמור להישלח מאתר פגיעה בסיב העצב אל גוף התא. השתלבות מולקולת ה-Ran ה"גרעינית" במבנה מונעת מהחלבונים האימפורטינים להתחבר אל המבנה ולמשוך אותו לאורך מסילת השינוע. כאשר מתחוללת פציעה, מולקולת ה-Ran ה"גרעינית" הופכת ל"אחותה" החוץ-גרעינית, והיא מתנתקת מהמבנה המולקולרי. בשלב זה נקשר המבנה המשוחרר אל האימפורטינים, המתחילים למשוך אותו במעלה האקסון, בדרך הארוכה אל גוף התא.

המדענים סבורים שמערכת ה-Ran פועלת כמעין מנעול ביטחון שמונע הפעלה לא רצויה ולא נחוצה של מערכת האזעקה. במקרה של מצב חירום אמיתי, המערכת משחררת את המנעול בזריזות, ומאפשרת שיגור של אותות מצוקה. הבנה טובה יותר של המנגנון הזה עשויה להוביל לפיתוח שיטות טיפול שיסייעו בריפוי פגיעות בתאי עצב.

קישור