חלבונים במוח באלצהיימרמחלות ניווניות של המוח כדוגמת אלצהיימר ופרקינסון חולקות ביניהן מספר מאפיינים משותפים כמו למשל קיפול שגוי של חלבונים (מה שמביא להצטברותם בתאים) והופעה בגיל מאוחר. לפעמים הסיבה להתפרצות המחלה היא מוטציה אלא שגם אז המחלה לרוב מתפרצת רק בעשור החמישי לחיים.
מחקר חדש, אשר נעשה בהובלתם של פרופ’ אהוד כהן וד”ר ציונה בן גדליה מהפקולטה לרפואה של האוניברסיטה העברית והתפרסם בכתב העת EMBO journal , גילה שאצל חלק מהחולים באלצהיימר מוקדם בשל מוטציות בגנום, ישנו כשל בחלבון בשם ציקלופילין B, חלבון אשר מסייע לחלבונים מיד לאחר היווצרותם להתקפל נכון. כשל זה, מעבר לכך שהוא אחראי להתפתחות מחלת האלצהיימר הספציפית, גם גורם למחלת הפרקינסון בחולים אחרים.
מחקר זה מספק שתי תובנות חשובות- ראשית כל הוא מראה שמחלות ניווניות שונות כגון אלצהיימר ופרקינסון, יכולות להיווצר כתוצאה מכשל זהה (כשל שנגרם כתוצאה ממוטציה בגן המייצר את החלבון האחראי לקיפול הנכון של החלבונים- ע.ב.ח.). שנית, הוא מעיד על כך שאולי מחלת האלצהיימר איננה מחלה אחת, אלא אסופה של מחלות שנגרמות מסיבות שונות. איבחון נכון של תתי סוגי מחלת האלצהיימר יכול לאפשר להתמקד במציאת תרופות ספציפיות לכל תת-סוג ואז להצליח בריפוי המחלה בצורה נכונה יותר.

 

מבוסס על כתבתו של טל בן-עזרא, גלילאו מ”ס 207, ע”מ 43-42

 

קישור לתקציר מחקר- אתר EMBO journal

מהי מחלת האלצהיימר?- פורטל fMRI והדימות המוחי

לסביותהומוסכסואליות, על פי ההגדרה המינית, היא משיכה של בעל חיים אל בני מגדרו. היא קיימת אצל מאות מינים של בעלי חיים- החל מתולעים וחרקים, דרך עופות, דו חיים וזוחלים וכלה ביונקים והאדם ביניהם. בשל הגדרה זו, סביר לחשוב שההומוסכסואליים מביאים פחות או אינם מביאים בכלל צאצאים לעולם ואז נשאלת השאלה מדוע סוג התנהגות זה לא נכחד מן העולם במהלך מיליוני שנות האבולוציה?
ככל הנראה התשובה קשורה בכך שהגורמים הגנטיים אשר משפיעים לכיוון הומוסכסואליות מעניקים יתרון רבייתי מסוג מסוים, כאשר סברה אחת טוענת שהימצאות הגנים מעניקים לנקבות יכולת פוריות גבוהה יותר (Sexually Antagonistic Selection) וסברה שנייה טוענת שהיתרון הרבייתי מוענק לאלו הנושאים אללים שונים ולכן שומרים על הגנים הרלוונטים במאגר הגנים (דומיננטיות יתר).
מחקר חדש, אשר בוצע בסקוטלנד בהובלת ג’סיקה הוסקינס (Hoskins), מגלה ששני הסברות נכונות. המחקר נעשה על 50 שושלות זבובי דרוזופילה, אשר דורגו על פי רמת ההומסכסואליות שמגלים פרטיהן. התוצאות הראו שבנות השושלות בהן היתה נטייה להומוסכסואליות, הפגינו פוריות יתר, וגם אלו שנשאו אללים שונים (זיווג של שושלת שהפגינה הומוסכסואליות לבין שושלת שלא הפגינה הומוסכסואליות) היו פוריות יותר.
מחקרי המשך יכולים לנסות לאתר את אותם הגנים (מאחר שיש גם חוקרים הטוענים שהומוסכסואליות איננה גנטית אלא נוצרת ברחם- ע.ב.ח.) ולבסס את הטענה גם לגבי בעלי חיים אחרים, ביניהם האדם.

 

קישור לכתבה- בלוג תיבת נעם

קישור למאמר המקורי- אתר royalsocietypublishing

קצת על הומוסכסואליות

דיונון
דיונון מסוג Doryteuthis pealieii

התיאוריה הביולוגית השלטת כיום, אשר מגובה בהוכחות מהשטח, היא שמידע גנטי מועתק מה-DNA אל RNA ומשם מתורגם לחלבונים. מאידך מסתבר שאפשרי גם לערוך את המידע ב-RNA, על מנת להפיק חלבונים אחרים מהכתוב ב-DNA. דרך זו נקראת עריכת RNA. אצל האדם עריכת RNA כזו נפוצה בעיקר בגנים של מערכת העצבים.
מחקר בינלאומי חדש, שהובל על-ידי פרופ’ ג’ושוע רוזנטל מהמכון לנוירוביולוגיה באוניברסיטת פורטו ריקו ופרופ’ אלי אייזנברג מבית ספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל-אביב, בעזרתו של תלמיד המחקר שחר אלון, השווה את הקידוד הגנטי ב-DNA של דיונון מהמין Doryteuthis pealieii להעתקים שלו ב-RNA ומצא שוני של 60% ביניהם. מכאן הסיקו החוקרים שהדיונון עורך בעצמו את ה-RNA על מנת למלא אחר הצרכים של מערכת העצבים המורכבת שלו. יכולת אפיגנטית זו (אפיגנטיקה היא שינוי גנטי שמקורו אינו ב-DNA- ע.ב.ח.) של הדיונון מאפשרת לו לייצר חלבונים במגוון רב יותר וכך להצליח להתאים את עצמו לסביבות שונות ללא צורך בשינויים גנטיים ב-DNA עצמו.
האנזים אשר עוזר לדיונון לבצע זאת, יכול בעתיד להיות מאומץ לשם הנדסה גנטית לטיפולים בבני אדם לשם תיקון מוטציות גנטיות בעזרת עריכת RNA, וכך להצליח למנוע מחלות קשות.

מבוסס על כתבתו של פרופ’ אלי אייזנברג, גלילאו מ”ס 200, ע”מ 54-55

 

קישור לידיעה- אתר Timeout

קישור למאמר המקורי- אתר כתב העת eLife

קצת על שחבור חלופי (alternative splicing)

DNA- Image Credit Mayo Clinic
DNA- Image Credit Mayo Clinic

ה-DNA שבגופנו סופג פגיעות רבות מידי יום בעקבות גורמים פנימיים וחיצונים וישנם מנגנונים שנועדו לתקן את אותן פגיעות. התא יכול לבחור בשני דרכים לתיקון, דרך אחת היא איטית ומדוייקת ודרך שנייה היא מהירה, אך יכולה להוביל לטעויות, משמע למוטציות.
פרופ’ צבי ליבנה וצוותו ממכון ויצמן למדע עם קבוצות חוקרים נוספות הצליחו לפענח את המנגנון האחראי לתיקונים המהירים בתאי יונקים. הם התבססו על מחקר קודם שבו הם גילו שמנגנון התיקון המהיר מתבסס על פחות מעשרה אנזימים, שכל אחד מהם נועד לתקן סוג אחר של פגיעה ב-DNA (למשל אחד מהם מתקן נזקים של אור השמש, השני נזקי זיהום אוויר וכ”ו).
במחקר הנוכחי פרופ’ ליבנה ותלמיד המחקר עומר זיו, בשיתוף פרופ’ איתן דומאני ותלמיד המחקר עמית צייזל ובשיתוף קבוצות חוקרים נוספות בארץ, מאיטליה, גרמניה וארצות הברית, ניסו לאתר אילו גנים מבקרים את תהליך התיקון הזה. הם בדקו זאת על-ידי ניסויים גנטיים שעשו בתרביות של תאי אדם, שהתקבלו מחולים שבהם תיקון הנזקים המדוייק היה פגום, כך שתאים אלו התבססו בעיקר על תיקון הפגמים המהיר.
לאחר סקירה של מאות גנים, הם גילו 17 גנים אשר מבקרים את מנגנון התיקון המהיר. בהמשך המחקר הם התמקדו בגן אחד בשם NPM1 המקודד חלבון בשם נוקליאופוסמין. אותו חלבון מתקשר עם אחד האנזימים של המנגנון בשם פולימרז אטא ומשפיע על פעילותו. החוקרים גילו כי מחסור ב-NPM1 גורם להפחתה ברמות פולימרז אטא ואז מוביל להיחלשות יכולת התא להתמודד עם נזקי ה-DNA.
כ-30% מכלל חולי לוקמיה מיאלואידית חריפה (סוג של סרטן דם אשר קשור לכדוריות הלבנות בדם- ע.ב.ח.) נושאים מוטציה ב-NPM1, מוטציה אשר מובילה למחסור בפולימרז אטא ואז ליכולת תיקון לקויה של נזקי DNA. מחקרי המשך יכולים למצוא את הדרך לעזור לאותם חולים בעזרת תרופות מתאימות.

 

קישור לידיעה-אתר מכון ויצמן

תפקידו של גן NPM1- אתר הגנים OMIM

קצת על תהליך תיקון ה-DNA

פשפש המיטהפשפש המיטה (Cimex lectularius) הוא חרק טפיל חסר כנפיים אשר ניזון מדם אדם. הוא מסתתר במהלך היום מתחת למזרונים ולמצעי מיטה ומגיח בלילה, שואב דם וחוזר למחבואו. פשפש המיטה, אשר מוצאו הוא מפשפש העטלפים (Cimex pipistrelle), התחיל לצרוך דם אדם עוד בתקופת המערות וכך, במהלך השנים התאים את עצמו לצריכת דם אדם ולפעילות לילית בשונה מפשפש העטלפים (הטענה היא שהפיצול בין פשפש העטלפים לפשפש המיטה התרחש לפני כ-245 אלף שנים).
כיום פשפש המיטה ופשפש העטלפים מסוגלים להביא צאצאים ביחד, מכאן שהם אמנם נחשבים לזנים שונים אך עדיין למין אחד. מאידך מחקר אחרון אשר נערך על-ידי וורן בות’ (Booth) מאוניברסיטת טולסה באוקלהומה בארצות הברית, ביחד עם צוותי מחקר נוספים מארצות הברית ומצ’כיה, השווה בין ה-DNA של שני הזנים והראה כי יתכן שהזנים השונים של הפשפשים יתפצלו בעתיד למינים שונים, כך שלא יוכלו להביא צאצאים ביחד.
הסיבה להפיכתם למינים שונים היא עצם התפתחותם הנפרדת. פשפש המיטה פיתח מוטציות עמידות לחומרי הדברה ואילו פשפש העטלפים לא הודבר ולא לא פיתח מוטציות כאלו. הפשפשים השונים גם אינם מזדווגים ביניהם ולכן לא מחליפים ביניהם חומר גנטי. לסיכום, זוהי הדגמה מצויינת כיצד באמצעות חשיפה לסביבה שונה נוצרים מינים שונים מאותו המין.

 

קישור לידיעה – בלוג תיבת נעם

קישור למאמר המקורי- אתר Wiley Online Library

קצת על פשפש המיטה

נוצהנוצות, באופן אינטואיטיבי, מתקשרות בעיקר לציפורים. הנוצות בנויות מחלבון בשם קרטין (החלבון אשר משמש, בין השאר, לבניית שיער, קשקשים וציפורניים) ומבין תפקידיהן, יכולת תעופה ושמירה על חום הגוף. הסברה הינה שמקורן של הנוצות הינו בקשקשים של הדינוזאורים, אך מחקר חדש מגלה שמעבר לכך שהיו דינוזאורים עטויי נוצות, מקור הגנים של הנוצות הינו קדום הרבה יותר.
המחקר, אשר בוצע על-ידי חוקרים ממספר אוניברסיטאות בארצות הברית וקנדה, בראשותו של קרייג לאו (Lowe) מאוניברסיטת סטנפורד, בדק את הגנים האחראים ליצירת הנוצות ואת רצפי הבקרה אשר נועדו להפעלת גנים אלו. במהלך המחקר, סקרו החוקרים גנומים של יצורים אחרים במטרה לאתר את אותם גנים ורצפי בקרה בבעלי חיים אחרים מלבד עופות ואותם גנים נמצאו כבר אצל הדגים, האבות הקדמוניים של הזוחלים, היונקים והעופות וכמובן גם נמצאים אצלנו. אצל הדגים, אותם גנים כמובן לא שימשו ליצירת נוצות אלא שימשו ליצירת פנוטיפים אחרים (פנוטיפים הם התכונות שניתן לראות, אשר נובעות מאינטרקציה בין הגנים לבין הסביבה- ע.ב.ח.). מאידך, כאשר התנאים הסביבתיים סיפקו ליכולת התעופה יתרון הישרדותי, האבולוציה “פעלה” לכיוון זה ואז, בנוסף לגנים אלו, התפתחו גם רצפי הבקרה להפעלתם.
מחקר זה הוא אחד משורת מחקרים אשר משווים בין גנומים של יצורים שונים, תהליך שהתאפשר בעקבות יכולת המדע בשנים האחרונות לרצף גנום ביעילות גדלה והולכת.

 

קישור לכתבה- אתר Timeout

קישור למאמר המקורי

קצת על נוצות

וירוסכפי שכל אורגניזם אחר עובר אבולוציה, כך גם נגיפים. חלק משרידי הנגיפים נמצאים ב-DNA שלנו לאחר שהשתלבו שם במהלך אלפי שנות אבולוציה. לעיתים ניתן גם לשחזר DNA או RNA שלם או חלקי של נגיפים, כפי שעשה אריק דלווארט (Delwart) ושותפיו מקבוצת המחקר באוניברסיטת קליפורניה שבסן פרנסיסקו.
במהלך המחקר, הצליחה הקבוצה לשחזר שני נגיפים עתיקים מתוך גללים קפואים בני 700 שנה של אילי צפון בצפון קנדה. שמו של הנגיף הראשון, אשר ה-DNA שלו שוחזר במלואו, הוא aCFV) Ancient Caribou Feces Associated Virus). נגיף זה אותר בתוך צמח שאותו עיכל אייל הצפון ושייך לנגיפי צמחים. שמו של הנגיף השני, שהכיל RNA ששוחזר חלקית, הוא aNCV) Ancient Northwest Territories Cripavirus), אשר זוהה כנגיף של חרקים ששהה בגללי אייל הצפון.
מחקר בתחום זה חשוב מאחר שהתחממות כדור הארץ מניעה תהליך של החזרת נגיפים עתיקים לסביבתנו, נגיפים שחלקם יכולים אף להיות מסוכנים ולגרום למגפות.

 

קישור לידיעה- ד”ר דרור בר-ניר

תקציר המאמר המקורי

קצת על נגיפים

הבדלים בסריקת PET בין מוח אדם בריא למוח אדם הלוקה בסכיזופרניה
הבדלים בסריקת PET בין מוח אדם בריא למוח אדם הלוקה בסכיזופרניה

מחלת הסכיזופרניה (שסעת בעברית) היא הפרעה נפשית כרונית נפוצה יחסית השייכת לקבוצת המחלות הפסיכוטיות. חלק מסימניה הם הזיות, מחשבות שווא, הפרעות בחשיבה וצמצום רגשי. מחקרים מעידים על כך שכ-80% מהסיכויים ללקות בסכיזופרניה הינם מסיבות גנטיות. מאידך מדענים מנסים, ללא הצלחות ניכרות, לזהות גנים ספציפיים אשר גורמים לה.
לאחרונה, מחקר, אשר בוצע על-ידי קבוצת חוקרים מאוניברסיטת ווישינגטון, ביניהם רוברט קלונינגר (Robert Cloninger) ודראגן סוורקיק (Dragan Svrakic), קבע על סמך אנליזה גנטית שהסכיזופרניה איננה מחלה אחת אלא מורכבת משמונה מחלות נפרדות, כל אחת בעלת סימפטומים ייחודיים משלה.
המחקר, אשר בו בוצעו סקירות גנטיות ליותר מ-4,000 אנשים הלוקים בסכיזופרניה ול-3,800 אנשים שאינם לוקים בסכיזופרניה (קבוצת ביקורת), איתר 42 אשכולות גנים שונים אשר קשורים לסכיזופרניה וקישר ביניהם לסימפטומי החולים. כך הצליחו החוקרים להראות בצורה מדוייקת יותר את ההסתברות להתפרצות סכיזופרניה בהתייחס לממצאים הגנטיים ולסימפטומים ולחלק את המחלה לשמונה הפרעות שונות.
מחקר זה, אשר תורם למחשבה שגנים אינם פועלים לבדם, אלא בתוך קבוצה בה יש ביניהם אינטרקציות שונות, מצליח לפרוץ את הדרך מרובת הכשלונות בה חיפשו החוקרים אחר גנים יחידים אשר גורמים לסכיזופרניה. הוא יכול להוות אבן דרך לגילוי אינטרקציות בין גנים גם כגורם למחלות נפוצות ומורכבות אחרות כמו מחלות לב או סכרת.

 

קישור לידיעה-אתר הידען

קישור למחקר באתר אוניברסיטת וושינגטון

קצת על סכיזופרניה

כרוז שהופץ בזמן מגפת השפעת הספרדית- לקוח מאתר historymuseum
כרוז שהופץ בזמן מגפת השפעת הספרדית- לקוח מאתר historymuseum

שפעת נחשבת כיום כמחלה לא קשה במיוחד, למרות שיש לה סיבוכים לא פשוטים, בעיקר כתלות בגיל ומצב בריאותי. מאידך, בשנת 1918 קטל וירוס אחר, מוירוסי השפעת הקיימים כיום, בתוך כשנה בין 50 ל-100 מיליון נפש בני אדם, רובם בשנות ה-40-20 לחייהם. המחלה כונתה אז גם “קדחת שלושת הימים” (Three Day Fever) בגלל המהירות שבה נפטרו האנשים שלקו בה.
שיתוף פעולה בינלאומי, בראשותו של וירולוג בשם יושיהירו קוואוקה (Kawaoka) מאוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון בארצות הברית, הצליח לאחרונה לשחזר 97% מ-RNA הנגיף המקורי אשר גרם לשפעת הספרדית, וזאת מנגיפי שפעת עופות שונים. החוקרים השתמשו בטכניקה אשר נקראת “גנטיקה הפוכה” (Reverse Genetics), שיטה אשר מנסה לאתר איזה פנוטיפ (הביטוי החיצוני של הגן) נוצר כתוצאה מביטוי של רצפים גנטיים ספיצפיים (במקום לאתר את הבסיס הגנטי של הפנוטיפ כמו שמתרחש בגנטיקה הקלאסית).
מטרת המחקר היא להדגיש את הסכנה ביכולת ההיווצרות של נגיף שפעת מסוכן בשלבים וזאת כתוצאה מהימצאות נגיפים שונים באותם מאכסנים (כגון עופות או חזירים). מטרה אחרת היא למצוא לאותו נגיף חיסון יעיל.

 

קישור לכתבה- בלוג חיידקים, נגיפים ושאר “ירקות” של ד”ר דרור בר-ניר

קישור לתקציר המאמר המקורי

קצת על מגפת השפעת הספרדית

תמונת גןמחלת ה-PCCA2) Progressive Cerebello Cerebral Atrophy type 2) הינה מחלה גנטית אשר שכיחה בקרב יהודים יוצאי מרוקו. חלק מתסמיניה הם מוגבלות שכלית קשה, נוקשות שרירים ואפליפסיה אשר מתבטאים כבר בגיל שנה-שנתיים.
מחקר חדש אשר נעשה בידי הדוקטורנטית מיאורה פיינשטיין, בהנחיית פרופ’ אוהד בירק מאוניברסיטת בן-גוריון ובהשתתפות חוקרים נוספים בצוותו גילה שהמחלה נגרמת עקב שתי מוטציות בגן VPS53 אשר גורמות לליקוי בהובלת חומרים בתא ואז לאגירת חומרים מזיקים בתוך האנדוזומים בתא (אברון עטוף ממברנה אשר נע בתא ומשמש לשינוע חומרים וכך תורם לעיכול חומרים בתא).
המחלה היא מחלה רצסיבית, משמע יש צורך בשני גנים פגומים משני ההורים לצורך התפרצותה. גילוי זה יכול להוביל בעתיד לבדיקת סקר גנטית בקרב יוצאי מרוקו לאיתור נושאי הגנים הפגומים.

מבוסס על כתבתו של אמיר רוזנבליט, עיתון “גלילאו” גליון 190, ע”מ 43

 

קישור לתקציר המאמר- PubMed

קישור לידיעה באנגלית- אתר algemeiner 

קצת על המחלה ומחקר אחר שנעשה עליה