זוהה חלבון חדש המקושר לאריכות ימים
באדיבות אמיר לזימי מנהל המיזם
—
עודכן לאחרונה
25/05/2010 11:02
החוקרים גם הראו שארסטין מגיב עם כמה חלבונים אחרים בתוך התאים כדי לווסת אריכות ימים. הגירסה של החלבונים האלה אצל בני אדם הוא PTEN, מדכא גידולים ידוע.
חוקרים במחלקת לביוכימיה וביולוגיה מולקולרית באוניברסיטת תומאס ג'פרסון גילו שהרמה של חלבון יחיד בתולעת עגולה C elegans קטנה יכולה לקבוע עד מתי התולעת תחיה. תולעים שנולדו ללא החלבון הזה, הנקרא ארסטין, חיות כשליש יותר מהנורמה, ותולעים עם פי שלוש כמות החלבון חיות שליש פחות.
המחקר, שיפורסם במהדורה המקוונת של ה- Journal of Biological Chemistry, נבחר על ידי כתב העת כ"מאמר השבוע" – נחשב באחוז העליון של המאמרים המפורסמים.
מאחר ולרוב החלבונים בתולעים יש העתקים אצל בני אדם, הממצאים הינם רלבנטיים לגבי הביולוגיה של בני אדם וההבנה של התפתחות סרטן, על פי ד"ר ג'פרי ל. בנוביץ, פרופסור ויו"ר המחלקה.
"הקשרים שמצאנו בתולעים רומזים כי אותו סוג של אינטראקציות מתרחשות אצל יונקים למרות שהביולוגיה של בני האדם היא בהחלט יותר מורכבת. יש לנו עוד הרבה עבודה בסידור הנתיבים האלה, אך זו המטרה שלנו," אמר ד"ר בנוביץ.
חוקרים משתמשים בתולעת העגולה כמודל מפני שהיא מציגה מערכת פשוטה דרכה אפשר ללמוד את התפקיד של הגנים והחלבונים הרלוונטיים לביולוגיה של בני האדם. לתולעת, למשל, יש גן ארסטין אחד, ולבני האדם יש ארבעה. לתולעים יש רק 302 נוירונים בהשוואה ל- 100 מיליארד במוח האדם. בנוסף, תוחלת החיים הקצרה שלהם הינה בת שבועיים עד שלושה שבועות והיא מאפשרת להתבונן על ההשפעות על אריכות ימים.
ד"ר בנוביץ והמחברת הראשונה של המחקר, ד"ר איימי פלמיטסה, חקרו את ה- signaling pathwaysשהקולטנים המצומדים לחלבון G הפעילו. הקולטנים האלה נקשרים לכל סוגי ההורמונים, גירויים סנסורים (כגון אור, ריח וטעם), נוירוטרנסמיטרים וכו', שאז מפעילים סדרת אותות בתוך התא. הם מווסתים תהליכים פיסיולוגים רבים וכמחצית מהתרופות בשוק כיום פועלות עליהם.
"בנוגע לקולטנים, התולעים יותר מורכבות," אמר ד"ר בנוביץ. "לבני אדם יש כ- 800 סוגים שונים של קולטנים המצומדים לחלבון G, ולתולעים כ- 1,800. התולעים מסתמכות על קולטנים אלו כדי להגיב לגירויים וכן לנוירוטרנסמיטרים והורמונים שונים."
בתחילה גילו כי הארסטינים כיבו את ההפעלה של הקולטנים המצומדים לחלבון Gבתוך התאים. "השם שלהם נובע מהעובדה שהם עוצרים (arrest) את הפעילות של הקולטנים, כך שהתולעת מאפשרת דרך טובה לחקור כיצד חלבון הארסטין היחיד שלה מגיב עם קולטני החלבונים," אומר ד"ר בנוביץ. שניים מתוך ארבעת הארסטינים של בני האדם מווסתים קולטנים המגיבים לגירויים ויזואלים ושני האחרים מווסתים את רוב הקולטנים האחרים.
במחקר זה, ד"ר פלמיטסה מחקה את גן הארסטין היחיד אצל תולעים כדי לראות מה יקרה, וגילתה להפתעתה כי התולעים האלו חיו חיים ארוכים יותר באופן משמעותי. היא גם כילתה ש- over-expressingארסטין אצל תולעים קיצרה את תוחלת חייהן. "מעט פחות ארסטין זה טוב – לפחות אצל תולעים," דיווח ד"ר בנוביץ.
זוהי לא התגלית הראשונה בנושא אריכות חיים בתולעים. חוקרים כבר גילו שהפעילות של הקולטן פקטור גדילה דמוי אינסולין 1(IGF-1) יכולה להשפיע על אריכות ימים אצל תולעים – תגלית שכבר שוכפלה אצל זבובי פירות, עכברים ובני אדם. בדומה לארסטין, מעט פחות מפעילות הקולטן IGF-1היא טובה, הסביר ד"ר בנוביץ. מחקר נוסף הראה שהגבלה קלורית יכולה גם להוריד את הפעלת קולטן ה- IGF-1, ובאופן הפוך, over-expressionשל קולטן ה- IGF-1 נמצאת בכמה סוגי סרטן אנושי.
במחקר זה, ד"ר בנוביץ וד"ר פלמיטסה חקרו יותר לעומק וגילו שאצל תולעים הארסטין הגיב עם שני חלבונים אחרים בעלי תפקיד קריטי ביכולת לווסת אריכות ימים. אחד מהחלבונים האלה הוא מדכא הגידוליםPTEN; מוטציות ב- PTEN מעורבות במספר סוגי סרטן שונים.
ד"ר בנוביץ ציין שהחיבור בין ארסטין בבני אדם ו- PTEN אינו ברור. "אנו לא יודעים בשלב זה אם הארסטינים בבני אדם מווסתים את פעילות ה- PTEN או אם משהו קורה לרמות הארסטין בזמן התפתחות סרטן," הוא אמר. "האם רמות עולות מכבות יותר PTEN, וכך מעודדות סרטן, או שהרמות מורידות ומאפשרות ל- PTEN להיות יותר פעיל?
"אם יתגלה כי התסריט הראשון הוא הנכון – שרמות עולות של ארסטין מכבות את הפעילות מדכאת הגידול של PTEN, אז יתכן ויהיה אפשרי לדכא את התהליך הזה," הוא אומר. "יש עבודה מעניינת לפנינו."
