התגלה חלבון המוביל RNA למיטוכונדריית התא
באדיבות אמיר לזימי מנהל המיזם
—
עודכן לאחרונה
23/08/2010 07:37
חוקרים חשפו תפקיד של חלבון חיוני בתא בהובלת RNA למיטוכונדריה, תחנת הכוח של התא המפיקה אנרגיה. היבוא של RNA קטנים מקודדי גרעין לתוך המיטוכונדריה חיוניים עבור שכפול, תעתוק ותרגום של הגנום המיטוכונדרי, אך המנגנונים שנושאים את ה- RNA למיטוכנידריה עדיין לא מובנים טוב.
במחקר העכשווי, החוקרים מ- UCLA מראים תפקיד חדש של החלבון שנקרא polynucleotide phosphorylase (PNPASE) בוויסות יבוא RNA למיטוכונדריה. הפחתת ייצור ה- PNPASE הורידה את יבוא ה- RNA, ופגעה בעיבוד ה- RNA מקודד הגנום המיטוכונדרי. עיבוד ה- RNA הירוד מדכא את התרגום של החלבונים הדרושים לתחזוקת שרשרת מעבר האלקטרונים שמטפלת בחמצן כדי להפיק אנרגיה בצורת , צורת האנרגיה של התא. עם PNPASE ירוד, נצברו RNA מיטוכונדריים לא מעובדים, תרגום החלבונים דוכא וייצור האנרגיה עמד בסכנה, והוביל לעיכוב צמיחת התאים.
"התגלית אומרת לנו ש- PNPASE מווסת את תפקיד יצירת האנרגיה של המיטוכונדריה על ידי תיווך יבוא ה- RNA הציטפלזמי," אמר ד"ר מייקל טייטל, פרופסור לפתולוגיה ורפואת מעבדה, חוקר במרכז ג'ונסון לחקר הסרטן וראש המחקר בשותפות. "המחקר מניב תובנות לגבי הדרך בה התאים מתפקדים ברמה מאוד פונדמנטלית. המידע מספק נתיב חדש לשלוט על ייצור האנרגיה המיטוכונדרית ואולי להשפיע על צמיחת תאים, כולל סוגים שונים של תאי סרטן."
המיטוכונדריה מתוארים כתחנות כוח תאיות מפני שהם מייצרים את רוב אספקת האנרגיה של התא. בנוסף לאספקת אנרגיה, המיטוכונדריה גם מעורבים בטווח רחב של תהליכים תאיים אחרים כמו איתות, התמיינות, מוות, שליטה על מחזור התא וצמיחה.
למחקר יכולות להיות השלכות על המחקר והטיפול בסוגים מסויימים של סרטן, המסתמכים על אנרגיה תאית כדי לגדול ולהתפשט, וכמו כן על הפרעות מיטוכונדריות כגון מחלות עצביות-שריריות כמו פרקינסון ואלצהיימר, שקושרו לאחרונה לתפקוד המיטוכונדריה.
"כשאנו מדברים על חיפוש דרכים לריפוי סרטן, אנו צריכים להבין באופן יסודי מה גורם לתאים לגדול ולמות והמיטוכונדר נמצא בלב הנושאים האלו," אמרה קרלה קוהלר, פרופסור לכימיה וביוכימיה, חוקרת במרכז ג'ונסון לסרטן וראש המחקר בשותפות. "הנתיב החדש הזה עבור העברת RNA למיטוכונדריה שופך אור על התפקיד המתפתח והחשיבות של התפקוד של המיטוכונדריה בפיזיולוגיה נורמלית ומגוון רחב של מחלות. אם נוכל להבין כיצד הנתיב הזה מתפקד בתאים בריאים, אולי נוכל לגלות ליקויים שיכולים לעזור בתהליך שינוי תאים נורמליים לתאי סרטן."
PNPASE התגלה בשנת 2004 על ידי טייטל וצוותו כשהם ניסו למצוא חלבונים המגיבים עם TCL1, גן סרטן אנושי המקדם לימפומה ששימש ליצור מודלים גנריים של סרטן לימפוציטים. בעזרת ספקטרומטר מסה גילו את ה- PNPASE, שיש לו רצף מסויים שמציע שהוא מועבר ומתמקם לוקלית בתוך המיטוכונדריה של התאים.
ברגע שהם הגבילו את ה- PNPASE למיקום מסויים, טייטל, קוהלר ושותף פוסט-דוקטורט בשם גנג וונג העבירו את תשומת ליבם לתפקיד של ה- PNPASE, שהביא לתוצאות הבלתי צפויות המדווחות במחקר זה. לפני התגלית שלהם, לא היה ידוע איזה נתיב שימש להעביר את ה- RNA לתוך המיטוכונדריה. ה- PNPASE מתווך את התזוזה של ה- RNA מהציטופלזמה של התא, האיזור של התא המוקף על ידי ממברנת התא, לתוך מטריצת המיטוכונדריה, בה הגנום המיטוכונדרי ממוקם. החלבון מתפקד כקולטן ונקשר ל- RNA הציטופלזמים להם יש stem loop signature sequence ומתווך את היבוא, אמר טייטל.
ללא יבוא ה- RNA הזה, לתא חסר המנגנון להרכיב את מקור האנרגיה של המיטוכונדריה, אמרה קוהלר.
"התא יאבד את רוב היכולת שלו להפיק אנרגיה," היא אמרה. "יהיה בו נזק קשה. המיטוכונדריה מורכבים ביותר והמחקר שלנו חושף נתיב תאי אחר בו תחנות הכוח הקטנטנות אך החשובות האלה משתתפות בפעולות תאיות חיוניות, כמו יצירת אנרגיה חיונית עבור חיים."
