חוקרים מאוניברסיטת בר-אילן הצליחו לעקוב אחר פעילות גן בודד בתאי אדם חיים בזמן אמת – כך מתפרסם היום בכתב העת Nature Methods.
בעבר, כדי לעקוב אחר גן
מסוים היה צריך לסמן אותו בצורה פלורסצנטית (ע"י חלבון מאיר) ו"לירות" אותו פנימה אל תוך התא.
הבעיה בשיטה זו היתה שהגן היה נכנס לאתר המטרה בתוך התא, לא כעותק בודד אלא במאות עותקים, ורק אז היה ניתן לצפות בפעילות שאינה מאפיינת את המתרחש בתא נורמלי, משום שגנים נוהגים להימצא בגנום כעותקים בודדים.
הטכניקה החדשנית, שפותחה ע"י הדוקטרנטית שרון יונגר במעבדתו של ד"ר ירון שב-טל מהפקולטה למדעי החיים, בשיתוף עם ד"ר יובל גרעיני והדוקטרנטית ליאת אלטמן במחלקה לפיסיקה בבר-אילן, מאפשרת הכנסת גן אחד ויחיד לגנום והשוואה כמותית בין גנים.
"זו הפעם הראשונה שניתן לראות פעילות של גן בודד בתוך תאים אנושיים בזמן אמת ולעקוב אחריו לאורך זמן רב. מתוך המעקב אחר תהליך השיעתוק של ההוראות מהגנום לרנ"א
לצורך יצירת החלבון שעליו אחראי אותו גן, ניתן יהיה להבין את מנגנון הבקרה על הגנים" אומר ד"ר שב-טל.
| שאלות על החיים |
|
| "רעיון מורכב בשפה פשוטה" - חומר למחשבה / גלית רויכמן |
|
כיצד ומדוע מתקפלים חלבונים? מתי ימצא פתרון למחלת הסרטן? האם זה מוסרי להרוג ג'וקים? הייתכן כי חיינו מונעים על יד המקרה? לכל שאלה תשובה. כמעט |
| לכתבה המלאה |
|
|
|
שיתוף הפעולה בין שתי הקבוצות ממדעי החיים ומפיסיקה איפשר לפתח את השיטה שמאפשרת לצפות בגן עצמו במצבו הפעיל ובכל מולקולות הרנ"א הנוצרות ממנו.
הצפיה בגן הבודד מאפשרת למדענים להבחין בפרטים עדינים כגון מתי הגן פעיל ומתי הוא כבוי, מבלי שעוד מאות עותקים שלו ישבשו את הצפיה. כמו כן, בדרך זו ניתן לכמת את מספר מולקולות הרנ"א שנוצרות בתהליך, בשעה שכאשר מאות עותקים של הגן פעילים, אין לדעת כמה מהם יוצרו על ידי גן בודד.
החוקרים החליטו לקחת את השיטה החדשה צעד אחד קדימה ולבחון אותה על תאים סרטניים. לשם כך הם עקבו אחר תפקודו של הגן ציקלין D1 בתאים רגילים ובתאים סרטניים. גן זה אחראי על מחזור חיי התא, ובתאים סרטניים הוא יוצא מכלל פעולה ומאפשר לתאים להכפיל את עצמם בצורה בלתי מבוקרת, שוב ושוב בלי הגבלה.
לצורך הבדיקה יוצרו שתי גרסאות של הגן: אחד שמתפקד כרגיל ואחר שפועל ללא הגבלה כמו גן ציקלין D1 בתא סרטני. הדרך ליצור גרסאות שונות הגן היא באמצעות שליטה על "המתג" של הגן שקובע אם הגן ידלק או לא.
החוקרים צפו בפעילות הגן בשני סוגי התאים ומהתצפיות התברר כי בעוד שבתא נורמלי הגן פועל או כבה לחילופין, בתא הסרטני הגן מייצר כל הזמן את הרנ"א בכמויות גבוהות.
עוד נמצא כי בעוד שבמצב הנורמלי המתג של הגן מבקר את מספר האנזימים שיכולים "לעלות" על הגן וליצור רנ"א, במצב הלא-תקין המתג מגייס בתדירות גבוהה את האנזים RNA polymerase שמייצר את מולקולות הרנ"א הרבות.
לדברי ד"ר שב-טל, השיטה החדשה תאפשר בעתיד לבדוק ברזולוציה גבוהה יותר את תהליכי הבקרה הקיימים בגנים שונים, ועל ידי כך להבין כיצד משתבשים תהליכי הבקרה במחלות שונות.
