מערכת גנטית רבת עוצמה מזהה גנים חדשים של סרטן
באדיבות אמיר לזימי מנהל המיזם
—
עודכן לאחרונה
25/10/2010 06:49
חוקרים פיתחו כלי גנטי בעכברים שנועד לזרז את הזיהוי של גנים חדשים המעורבים בסרטן. במערכת, הנקראת PiggyBac, נעשה כבר שימוש על ידי צוות החוקרים לזיהוי מועמדים חדשים לגנים מחוללי סרטן.
"לא רק שתהליך זה אינו הרסני, הרי שהוא מחזק את החיפוש שלנו אחר גנים הנמצאים ביסוד הסרטן"
פיתוח חדש זה של מערכת PiggyBac מהווה תוספת משמעותית לשיטות הגנטיות הקיימות לשם זיהוי הגורמים הגנטיים לסרטן. המערכת משלימה פיתוחים בחקר הגנום וגנטיקה של הסרטן, באמצעות אישוש ביולוגי של מוטציות אנושיות המזוהות על ידי רצף הגנום האנושי.
תהליך ה- PiggyBac כולל משלוחים של חומרים גנטיים – הנקראים טרנספוזונים – מסביב לגנום תוך שימוש במנוע הידוע בשם טרנספוסאז. הצוות שילבה את מערכת ה- PiggyBac לתוך הגנום של העכבר, היכן שהטרנספוזונים יכולים לקפוץ מגן אחד למשנהו, מכרומוזום לכרומוזום, ולשבש או לשנות את הפעילות של הגנים בהם הם נוחתים.
"לא רק שתהליך זה אינו הרסני, הרי שהוא מחזק את החיפוש שלנו אחר גנים הנמצאים ביסוד הסרטן", אמר פרופ' אלן ברדלי, ומחבר בכיר של המאמר. "גנים מסוימים, כאשר פעולתם משובשת, ידחפו תאים להתפתחות של גידול. כאשר אנו מביטים על הגידולים שהתפתחו בעכברים שלנו, אנחנו יכולים לחפש את טביעת האצבע המולקולרית של הטרנספוזונים בגנום; הדבר מאפשר לנו לזהות את הגנים המשובשים, שהם הגורם. אך מה שמיוחד אודות מודל חדש זה הוא כושר ההסתגלות שלו – עם PiggyBac, אנו יכולים להסתכל על איברים ספציפיים, לשפעל גנים ולחפש גנים לאורך הגנום כולו".
"זוהי גירסת האורגניזם של חקר הגנום כולו".
הצוות חיפש גנים חדשים של סרטן ב- 63 סרטנים בקרב עכברים. המערכת סללה דרכים חדשות בגנום: כאשר החוקרים בדקו 72 מיקומים שונים בהם טרנספוזון נכנס לגנום, הם גילו ששתי חמישיות (!) של אתרים גנטיים אלה לא זוהו מעולם לפני כן.
"בנוסף להבלטת הפוטנציאל של מערכת זו להגיע לאזורים גנטיים שלא היו נגישים על כה, הגנים החדשים שכבר זיהינו תוך שימוש במערכת PiggyBac, פותחים דרכים חדשות למחקרים עתידיים", אמר ד"ר רולנד ראד.
"לדוגמא, גילינו שאחד הגנים, הנקרא Spic, השתבש בתשעה גידולים שונים של לוקמיה מיאלואידית בעכברים. אירוע בתדירות כזאת ראוי למחקר בסרטן אנושי, כאשר אנו לוקחים בחשבון מחקרים מן העבר הקרוב אשר כבר הראו שלגן זה יש תפקיד בהתפתחות תאי דם לבנים, אנחנו יכולים להיות אפילו יותר אופטימיים אודות הפוטנציאל של ממצא זה".
גנים אחרים שזוהו כוללים את Hdac7, אשר ידוע שהוא משתתף ביצירת תאי דם לבנים בבלוטת התימוס, אך לא נחקר עד היום בקונטקסט של סרטן הדם; ו- Bcl9, גן אשר האקוויוולנט האנושי שלו נחשב מעורב בלוקמיה. כעת חוקרים יכולים להסתכל בפירוט באקוויוולנטים הגנטיים בגנום האנושי ולשאול מהם התפקידים של גנים אלה. אחד האתגרים של הגנטיקה של סרטן הוא שגנומים בתאי סרטן יכולים להיהרס על ידי מאות ואף אלפי מוטציות. על ידי חקר המודלים בעכברים, צוותים יכולים להתחיל להבין – ברמה הביולוגית – איזו מוטציה מבין האלפים, היא הגורם.
לפני כן, חוקרי טרנספוזונים השתמשו בדרך כלל בשיטות אחרות, כגון וירוסים, לשם יצירת מוטציות ולחולל גידולים. למרות שהיתה הצלחה בזיהוי גורמים גנטיים בסרטני הדם והשד, הם לא היו יעילים בסוגי סרטן אחרים.
רק בשנים האחרונות חוקרים יכלו להפעיל טרנספוזונים לשם יצירת מוטציות גנומיות באורגניזמים כגון עכברים – בתחילה תוך שימוש במודל שנקרא "היפהפייה הנרדמת". ל- PiggyBac יש יתרונות רבים על המודל הקודם, והוא מרחיב את סט הכלים הזמין לחוקרים. עם זאת, שתי המערכות הנ"ל יכולות גם להשלים זו את זו.
"טרנספוזונים אלה הם בעלי דרך פעולה מיוחדת", אומר ד"ר פנטאו ליו, אחד ממחברי המאמר. "כך שאחת השיטות תזהה גנים שאחרת לא זיהתה. חשוב שאנחנו יכולים לשלב את שתי המערכות לשורות תאי העכברים, וכך ניתן לעשות שימוש בשתיהן".
"באמצעות אופטימיזציה של PiggyBac בדרך זו ובאמצעות שיתוף הכלים הללו עם חוקרים ברחבי העולם, נוכל להוביל גילויים חדשים בחקר הסרטן".
הצוות פיתח שלושה סוגים של טרנספוזונים, היכולים להיות מובלים מסביב לגנום לשם השגת השפעות שונות. חלק יזהו גנים המעורבים בסרטני דם, חלק בגידולים מוצקים, וחלק יכולים לזהות גנים בשני הסוגים. הם גם פיתחו שיטות חדשות המאפשרות לחוקרים להפעיל את הטרנספוזון רק באיבר הספציפי שהם חוקרים – בין אם זאת ריאה, כבד, לבלב או כל רקמה אחרת בעכבר.
באמצעות מודל ה- PiggyBac הפועל לזיהוי גנים, הצוות ירחיב את המחקר ויחפש גנים נוספים הגורמים לטווח רחב של סוגי סרטן באיברים שונים של עכברים.
פרטי הפרסום:
