סוד ההישרדות של דובוני המים

תחילה הניחו חוקרים כי דובוני המים שורדים את תקופת היובש על ידי שימוש בסוכר שנקרא טרהלוז. בחיידקים ובפטריות, טרהלוז יכול להפוך את פנים התאים למעין מטריקס מזכוכית, כפי שתואר באתר NPR האמריקני, ששומר על החלבונים גם בתנאים מאוד יבשים. התהליך מאפשר לאורגניזמים מיובשים לשמור על חלבונים ומולקולות יחדיו עד שהאורגניזם מקבל חזרה נוזלים ויכול לשוב למצב רגיל.

אך במחקר חדש של אוניברסיטת צפון קרוליינה בצ'אפל היל, שפורסם בכתב העת Molecular Cell, החוקרים מצאו כי בקושי היה אפשר להבחין בטרהלוז בדובוני מים, ואף יש כמה מינים של החיה שאין להם כלל את היכולת לייצר את הסוכר הזה. מסיבה זו החליטו החוקרים לנסות ולהבין מה בכל זאת עושים דובוני המים כדי להפיח בעצמם רוח חיים.

צוות של ביוכימאים החל לייבש דובוני מים ולקבוע אילו גנים "הודלקו" בחיה כתגובה לכך, וקבוצה אחת של חלבונים חסרי מבנה, הנקראים IDP, בלטה מעל השאר. "כשהסתכלנו על אילו גנים מופעלים הכי הרבה בתקופת הייבוש, אלו ישר קפצו החוצה", הסביר אחד מעורכי המחקר, תומס בותבי.

בקרוב בתעשיית התרופות?

חלבוני IDP הם העוף המוזר של עולם החלבונים. לרוב החלבונים יש מבנה יציב ותלת-ממדי שהוא קריטי לתפקוד שלהם, אך לחלבונים חסרי מבנה, כפי שמשתמע משמם, אין כל צורה קבועה. המשמעות של כך היא שהם גמישים מאוד ויכולים להתנועע ולחבר בין דברים בתא. לפי החוקר בותבי, החלבונים הללו הם כמו "פיסות ספגטי מתפתלות שמשנות את צורתן כל הזמן". לדובוני המים שלא היה את החלבון הזה לא הייתה כל יכולת לשרוד את תנאי היובש הקיצוניים.

מממצאי המחקר עולה כי החלבון יוצר מעין שכבת הגנה מזכוכית, כפי שהסוכר טרהלוז יוצר בחיידקים ובפטריות. למעשה, כאשר דובוני המים נכנסים למצב של לחץ, הם מגבירים את ה-IDP שממלא את התאים במטריקס המגן. אחרי שקבעו החוקרים כי חלבונים חסרי מבנה הם ששומרים על דובוני המים מפני התייבשות ומוות, הם החלו לשים את החלבון בשמרים ובחיידקים כדי לראות אם גם עליהם הוא יצליח לשמור - וזה הצליח, אפילו עד פי 100. המשמעות היא שהחלבונים של דובוני המים יכולים להיות יעילים גם כאשר שמים אותם באורגניזמים אחרים.

לפי בותבי, החלבונים הללו יכולים להיות יעילים גם בתחום האחסון של תרופות. "הרבה תרופות מבוססות חלבונים הן מאוד יעילות, אך גם מאוד לא יציבות", הסביר בהודעה רשמית. כדי לשמור על יציבות התרופות, ישנן תרופות שצריכות להישמר בטמפרטורה מאוד נמוכה בזמן ההעברה והאחסון. זה גורם למשלוח ולאחסון להיות יקרים מאוד - עובדה בעלת השפעה אדירה במיוחד במדינות מתפתחות.

החוקר בותבי טוען כי שימוש בחלבונים של דובוני מים כדי לייצב תרופות יכול בסופו של דבר להוריד ממחירן. "בעיקרון, החזון שלנו הוא להשתמש בחלבונים האלה כדי לייצב חלבונים רגישים במצב מיובש, ואז להצליח לשנע ולאחסן תרופות מצילות חיים בכל העולם בטמפרטורת החדר".

למחקר המלא: http://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(17)30133-8