כל יום, גופנו מתפקד כ -330 מיליארד חטיבות תאים כדי להחזיק אותנו בחיים ולתפקד. חלוקות אלה מסתמכות על מחזור התא, שנמצא במקום מאז החיידקים המוקדמים ביותר. העיקרון זהה: הכפיל את תוכן התא, ואז התפצל לשני תאי "בת".
עם זאת, באורגניזמים מורכבים יותר, מחזור התא הפך להיות מתוחכם יותר ויותר. זה מעלה שאלה: איזה תפקיד ממלאים גנים שהתפתחו לאחרונה בוויסות התהליך הבסיסי הזה?
שני מדענים עם קבוצת דידייה טרונו ב- EPFL, רומיין פוריי וסיריל פולבר, יצאו לענות על שאלה זו. בשילוב ביולוגיה של מחזור תאים עם גנומיקה, הם חקרו כיצד פעילות הגנים משתנה בין חלוקת התאים. בעבודה עם עמיתם, אלכס לדרר, הם יצרו אטלס מפורט של פעילות גנים של מחזור תאים אנושיים, העומד כעת לחוקרים ולציבור. המחקר עצמו מתפרסם ב גנומיקה של תאים.
הפרויקט היה בין -תחומי באופן מובהק, המאפיין את המחקר ב- EPFL. "רומיין פיקח על כל הניסויים במעבדה הרטובה והביא את מומחיות מחזור התאים שלו, בזמן שטיפלתי בניתוח הגנומיקה", אומר סיריל פולבר.
הוא מוסיף: "עם זאת, לא דבקנו בקפדנות בגבולות המשמעתיים הללו, כהשערות מרכזיות, דוגמנות מתמטית וניסויי מעבדה רטובים נדונו והוחלטו עליהן במשותף. אנו גם מחויבים לאלכס לדרר מהמעבדה של Gioele La Manno, שביצעו ניתוח מפתח בנוגע לנתוני CRISPRI, מהותי מהותם של 1.9 מיליון תאים שלהם" תאים ".
החל מהאטלס, החוקרים התמקדו בקבוצה מיוחדת של גנים: אלה המייצרים גורמי שעתוק-חלבונים השולטים באילו גנים מופעלים או כבויים. הם גילו כי חלק מגורמי התמלול הללו, המסייעים להנחות תאים דרך מחזור התא ומבטיחים שהכל יקרה בזמן הנכון, התבררו לאחרונה באופן מפתיע.
באופן ספציפי, המחקר חשף כי מספר גורמי שעתוק התפתחו לאחרונה מווסתים גנים הפעילים במהלך שלבים ספציפיים של מחזור התא. כאשר הושללו חלק מהגורמים הללו, התאים נתקעו בשלבים ספציפיים או איבדו את העיתוי הרגיל שלהם בהשוואה לשאר אוכלוסיית התאים, תוך שיבוש זרימת החלוקה המסודרת.
בולט אחד היה ZNF519, גן שנמצא רק בפרימטים. השבתת זה גרמה לתאים להיאבק בהעתקת ה- DNA שלהם בצורה נכונה – צעד קריטי לפני החלוקה – וכתוצאה מכך, צמיחתם האטה. הצוות אישר כי ZNF519 נקשר ישירות ל- DNA של גנים של מחזור תאי מפתח ומשמש כמדכא.
נמצא כי חלבון נוסף, ZNF274, שנמצא ביונקים אך נעדר בזוחלים ישנים, דגים וכו ', היה בעל השפעה נוספת: הוא מווסת את הרגע בו משוכפלים נתחי הגנום ספציפיים לפני המיטוזיס, תהליך הקשור לתחזוקת אפיגנום, ארגון תלת מימד וארגון גרעין.
אנו תורמים משאב מקיף בנוגע לביטוי והפרעות של מחזור תאים אנושיים, שאנו מקווים שיועברו לעמיתינו ברחבי העולם. "
סיריל פולבר, EPFL
הגילוי מראה כי תהליכים עתיקים כמו חלוקת תאים משלבים שחקנים גנטיים חדשים, שחלקם ספציפיים לבני אדם או לקרובי משפחתנו הקרובים. יש לכך השלכות על הבנת מחלות כמו סרטן, בה מחזור התאים הופך להיות מווסת. זה עשוי לעזור גם להסביר מדוע סרטן מסוים או הפרעות התפתחותיות נפוצות יותר או מתנהגים באופן שונה אצל בני אדם מאשר יונקים אחרים.
