בפריצת דרך מדעית גדולה, חוקרים מצאו כי חלבון בשם Mrc1 ממלא תפקיד מכריע בהבטחת התאים לשמור על זהותם בזמן שהם מתחלקים וגדלים. לגילוי עשויות להיות השלכות משמעותיות על הבנת מחלות כמו סרטן ותהליך ההזדקנות.
המחקר, שפורסם בכתב העת תָאמסמן צעד קדימה בתחום האפיגנטיקה והשפעתה על בריאות ומחלות.
אפיגנטיקה, חקר האופן שבו גנים מופעלים או מכבים מבלי לשנות את ה-DNA עצמו, היא מרכזית בתהליך זה. זה כולל תגים כימיים על DNA וחלבונים הנקראים היסטונים, שעוזרים לנהל את פעילות הגנים. יש להעביר את התגים בצורה מדויקת כאשר התאים מתחלקים, כך שהתאים החדשים מתפקדים בדיוק כמו תאי האב שלהם.
המחקר, בראשות הפרופסורות ז'נבייב ת'ון ואנג'ה גרות' מאוניברסיטת קופנהגן, מצא כי Mrc1 חיוני לירושה זו. במהלך חלוקת התא, Mrc1 מבטיח שהיסטונים, הנושאים את התגים הכימיים הללו, מופצים באופן שווה לשני העותקים החדשים של ה-DNA, תוך שמירה על זהות התא ותפקודו.
"במהלך עבודת הדוקטורט שלי במחלקה לביולוגיה, ידענו שהחלבון הזה חשוב לשמירה על המצב ההטרוכרומטי בתאים. היה לנו מושג טוב איך זה עובד, אבל בעוד שהיו לנו נתונים ניסויים, לא היו לנו את הכלים ב המעבדה שלנו לאשר זאת ברמה מולקולרית", אומר סבסטיאן צ'רלטון, כיום פוסט-דוקטור במרכז נובו נורדיסק לחקר חלבונים (CPR), שהוא המחבר הראשון המשותף של המחקר.
כדי לקבל את הכלים האלה, ד"ר צ'רלטון חבר עם עוזר פרופסור ולנטין פלורי, גם כן בהחייאה, וחוקרים אחרים במכונים שונים. שיתוף הפעולה שלהם לא רק הוכיח את הרעיונות הראשוניים שלהם אלא גם חשף תפקיד כפול מפתיע של Mrc1.
כאשר ה-DNA מועתק במהלך חלוקת התא, היסטונים עם התגים הכימיים שלהם חייבים לעבור בצורה נכונה לגדילי ה-DNA החדשים של הבת כדי לעבור בתורשה לתאי הבת. מסתבר ש-Mrc1 הוא רגולטור מאסטר של שלב זה בתורשה אפיגנטית, השולט בהעברת ההיסטונים לשני גדילי הבת החדשים. Mrc1 עושה זאת על ידי קשירת היסטונים לבד ועם חלבון אחר בשם Mcm2. זה עוזר לשמר את הזיכרון של התא אילו גנים להפעיל או לכבות.
השתקה של גנים מסוימים נפגעת
הניסויים שלהם גילו שמוטציות ב-Mrc1 משבשות את ההעברה התקינה של היסטונים, מה שמוביל לאובדן המידע האפיגנטי החיוני הזה ולהשפיע על זהות התא. כאשר Mrc1 עובר מוטציה, השתקה של גנים מסוימים נפגעת, מה שממחיש עד כמה חשובים ההיסטונים בנשיאת והעברת מידע אפיגנטי.
לגילוי זה יש השלכות רחבות, שכן שמירה על יציבות הנוף האפיגנטי חיונית לתפקוד תקין של כל התאים בגוף. בעיות בתהליך זה עלולות להוביל למחלות כמו סרטן ולתרום להזדקנות, שבה הנוף האפיגנטי מתדרדר עם הזמן.
אני לא חושב שעדיין נוכל להעריך את מלוא הפוטנציאל של הגילוי שלנו, אבל חשפנו מנגנון מאוד בסיסי ששומר על זהות התא, שאם ניתן לתמרן אותו, עשויות להיות לו השלכות משמעותיות על מחקר רפואי עתידי".
ולנטין פלורי, פרופסור עוזר, מרכז נובו נורדיסק לחקר חלבונים (CPR)
