אבץ הינו מינרל אשר חיוני, בין השאר, לגדילה, התפתחות, תפקוד המוח ומערכת החיסון. חשיבותו גדולה במיוחד אצל תינוקות והיעדרותו גוררת שלל תופעות כמו דלקות עור הנראות ככוויות, פגיעה בתפקוד מערכת החיסון, נשירת שיער ועוד.
מחקר משותף של הטכניון והמרכז הרפואי שיבא גילו מוטציה אשר גורמת לאימהות מניקות למחסור באבץ בחלב שהן מספקות לתינוק. המוטציה מתרחשת בגן znt-2 אשר כל אלל, האלל שמגיע מהאב והאלל שמגיע מהאם, מייצר חלבון כששני החלבונים ביחד מתחברים ויוצרים את המשאבה אשר מעבירה אבץ מדם האם אל חלב האם.
התברר שמספיק שתתרחש מוטציה באחד האללים ואז המשאבה לא יכולה לתפקד (מה שנקרא Dominant negative). בדיקה גנטית בעזרת דגימת דם יכולה לאשש את המוטציה ואז אפשר לספק לתינוק אבץ בנוסף לחלב האם על מנת למנוע ממנו נזק.

מבוסס על כתבתו של עמוס לבב, עיתון גלילאו מס’ 170, ע”מ 44-45.

קישור לידיעה- אתר הטכניון

קצת על אבץ (Zn)

תאי גזע הם תאים שלא עברו התמחות ולכן הם יכולים להיות שימושים מאוד ברפואת העתיד. מאידך, אם הם לא מתמיינים, הם יכולים לגרום לסרטן.
קבוצת מדענים ישראליים, אמריקאים וצרפתיים (בראשם פרופ’ משה אורן ופרופ’ איתן דומאני) חקרה את השינויים האפיגנטיים אשר מתרחשים באריזת ה-DNA וגילתה מנגנון מולקולרי חדש אשר גורם לתא גזע להיהפך לתא סרטני.
החוקרים מצאו שעל מנת שתופעל קבוצת גנים ארוכה, אשר תביא להתמיינות נכונה של התא, מספר מרכיבים באריזת ה-DNA צריכים להיות מסומנים על-ידי תג הקרוי יוביקוויטין.
הצלחת תיוג זה קשורה בפעילותם של שני אנזימים- RNF20 אשר מגביר את התיוג של התג ו-USP44 אשר מפריע לסימון. החוקרים גילו שרק כאשר קיים תפקוד תקין של שני האנזימים הללו, הא מתמיין כיאות ונמנעת הפיכתו לתא סרטני.
הדבר יכול להסביר הימצאות רבה יותר של אנזים אחד על חשבון השני במספר סוגים של סרטן, כמו בסרטן הערמונית ובסרטן השד.

קישור למאמר המדעי-מכון ויצמן

תאי גזע ורפואת העתיד

וירוסים הם אויבים קשים לגוף האדם. התרופות הקיימות אינם מצטיינות בטיפול ומגפות וירליות, כמו מגפת הסארס, שפעת העופות, שפעת החזירים, איידס ומחלות, כמו גם מחלות וירליות כמו כלבת, הרפס והפטיטיס מסוג C,  קשות מאוד למיגור.
חברת Vecoy Nanomedicines היא חברה ישראלית אשר טומנת במחקריה הבטחה לתרופה חדשה כנגד וירוסים. אם עד היום תרופות תקפו את הווירוסים לאחר שהתמקמו בתוך תאי הרקמה, החברה פיתחה רעיון שבו ננו-חלקיקים אשר מוכנסים לתוך הרקמה, מתחזים לתאים אמיתיים ומושכים אליהם את הוירוסים לפני שחדרו אל התאים. מרגע שווירוס נקלט לתוך ננו-חלקיק שכזה הוא נכלא ומושבת.
כיום החברה בשלב התחלתי של ניסויים בתרביות תאים וחרקים, כך שלאחר גיוס מימון ולאחר ניסויים רבים נוספים, כנראה שרק בשנת 2025 תצא תרופה לבני האדם אשר מבוססת על מנגנון זה.

מבוסס על כתבתה של סמדר סלטון, עיתון גלילאו מס’ 169, ע”מ 66-67.

קצת על וירוסים (נגיפים) ודרכי פעולתם

חוקרים יצרו מודל ממוחשב של תא חיידק בשם Mycoplasma genitalium אשר כולל את כל המוליקולות והאינטראקציות ביניהם במהלך כל חייו.
החיידק הינו חיידק קטן, בעל 525 גנים בלבד ולמרות זאת הפרויקט הוגדר כפרויקט שדרש מאמץ ביולוגי וחישובי אדיר.
הפרויקט, שבו אוחדו 28 מודלים נפרדים למודל שלם, כלל את התנהגות המוליקולות בתא כמו דנ”א, רנ”א, חלבונים אחרים ומטבוליטים כמו סוכרים, שומנים ועוד, בתוך אלמנט של ממד הזמן.
פיתוח מודלים כאלו ביצורים יותר מורכבים, תהליך מאומץ שדורש כוח מיחשוב אדיר, יכול לסייע מאוד למחקר המדעי ההמשכי בתחום מדעי התא.

קישור לידיעה- sciencedaily

קצת על מבנה התא והחלבונים שבו

גוף האדם מכיל שני סוגים של תאי גזע- תאי גזע עובריים אשר בהתמיינות הם הופכים לתאי הגוף השונים ונעלמים עם הבגרות, ותאי גזע של הרקמה שהם ספציפיים לרקמה (למשל תאי העור, השיער וכיוצא בזה) ותפקידם לחדש תאים ברקמות אלו. תפקוד תאים אלו יורד במהלך השנים ומקשה על הריפוי מפציעות.
מחקר בעזרת זבובי פירות (דרוזופילה) שנעשה על-ידי פרופ’ ליאן ג’ונס מאוניברסיטת סאלק בארצות הברית בשיתוף עם הילה טולדנו מאוניברסיטת חיפה גילה שככל שהגוף מזדקן, עולה כמותה של מוליקולת RNA  קטנה בשם let-7 במרכז הבקרה שמשגר את תאי הגזע של הרקמה לשם שיקומה. עלייה זו מביאה לדיכוי פעילות הגנים ובתפקוד תאי הגזע.
טיפולים שיעזרו לדכא את ייצורה של מוליקולה זו יוכלו להחזיר לאנשים מבוגרים את היכולת להתמודד עם פציעות ולהאריך חיים.

  • מבוסס על כתבתו של אילן יבלברג, עיתון גלילאו מ”ס 168, ע”מ 46.

קישור לידיעה- nature

מהו תא גזע?

חוקרים מהטכניון הצליחו לבנות רשת תלת ממדית של כלי דם מהונדסים אשר נותנים תמיכה לאיי לבלב (איי לנגרהנס- תאים אשר מייצרים אינסולין בלבלב).
עד היום השתלות של איי לבלב בגוף נחלו כישלון והסברה היתה שהדבר קורה בגלל בעיה איסכמית, משמע בעיה באספקת הדם לתאים אלו.
המחקר, בראשותה של פרופסור שולמית לבנברג ותלמידתה קרן פרנסיס, הראה שיצירת רשת תלת-מימדית שכזו שיפרה אצל עכבר את הישרדותם של התאים ואז שיפרה את יכולת הגוף להפריש אינסולין ולהתמודד עם מחלת הסכרת.

קישור לידיעה- אתר הטכניון

קצת על איי לבלב (או איי לנגרהנס)

הגוף שלנו מתנהל בצורה סינכרונית. בשעה 6 בבוקר עולה קצב חילוף החומרים ואז צריך לקום, בשמונה בבוקר הורמוני המין מתקרבים לרמת שיא ואז יש לאהוב. בשעה שתיים בצהריים הרגישות לכאב יורדת ואז אפשר ללכת לרופא שיניים ועוד.
בגוף האדם קיימים שעונים צירקדיים (צירקדי פירושו “בערך יום”) אשר מתזמנים את קצב הלב, לחץ הדם, תיפקוד הכליות וכל דבר אחר בגוף.
השעון הצירקדי הראשי נמצא במוח ומסנכרן את השעונים הרבים בגופנו, שעונים שנמצאים בכל תא מתאינו אשר משפיעים על 15% מכלל הגנים שלנו, למשל תאי כבד מפרישים חלבון DBP פי 100 מאשר אחרי הצהריים.
אנשים ששעונים אלו משובשים אצלם, כמו אצל אנשים שעובדים משמרות, יכולים להביא לסוכרת, השמנת יתר, סרטן והזדקנות מוגברת.
השעון המרכזי במוח מתכוון מידי יום באמצעות המחזור היומי של אותות חיצוניים כמו חושך ואור. באיברים אחרים השעונים רגישים לזמני אכילה ולכן נראה שהם מקבלים אותות בהתאם למצבו המטבולי של התא.
לאחרונה התגלה על-ידי ד”ר אשר גד ממכון וייצמן, כשערך מחקר במעבדתו של פרופ’ אולי שיברלר, שחלבון בשם SIRT1 (אשר מקודד על-ידי גן SIRT1), אשר ממלא תפקיד מפתח בחילוף החומרים בתא, שולט גם בפעילות השעונים הצירקדיים. מכאן יכול להגיע הקשר בין הפעילות המטבולית של התא לשעון הצירקדי שבו.

*מבוסס על כתבתה של גליה אריאל, עיתון גלילאו מ”ס 167, ע”מ 44-45.

קישור לידיעה

שעונים ביולוגיים (צירקדיים) בגוף האדם

שלושה חוקרים מאוניברסיטת סטנפורד (בראשות ג’רום בונה) הצליחו לשכתב מקטע דנ”א של חיידק E.coli באופן שמאפשר להם לקבוע, בעת הארת החיידק באור אולטרה-סגול, באיזה צבע (צבע אדום או צבע ירוק) יזהר חלק מהחיידק.
מקטע הדנ”א הוחדר לחיידקים בעזרת אנזימים של בקטריופאג’ים, שהם נגיפים הפוגעים בחיידקים, וכך שוכפל בתוך החיידק. בעזרת מקדם הגן (promotor) הצליחו החוקרים לשלוט בביטוי גן לייצור חלבון שזוהר באדום או לביטוי גם לייצור חלבון שזוהר בירוק על-ידי שינוי בתנאי הסביבה- הצפת סביבת החיידק באנטיביוטיקה או במוליקולות סוכר.
ניסוי זה מאפשר להשתמש בחיידק במעיין מתג ואז לאפשר שילובו בתוך מערכת ביולוגית לאחסון נתונים (תחום הביולוגיה הסינתטית) כמו למשל במחשב ביולוגי.

קישור לידיעה- scientificamerican

מאמר על הביולוגיה הסינטטית- themarker

מוליקולות מיקרו RNA הינם מוליקולות קצרות, אשר אינם משתתפות בצורה ממשית בתהליך תרגום החלבונים בתא, אך הם אחראיות לוויסות ולבקרה עקיפה של התהליך. פגיעה בהם יכולה לגרום למחלות כמו סרטן, אוסטאופורוזיס, סכרת ועוד.
מוליקולות אלו נחתכות על ידי “מכונת חיתוך” בתא ממוליקולות RNA גדולות וחשוב מאוד שהמולקולות הנכונות יחתכו, כי אחרת יכול התא לחתוך בטעות RNA שליח ואז לפגוע פגיעה ממשית ביצירת החלבונים ובתפקוד התא. כמו כן חשוב שהתהליך ייעשה במהירות על מנת ש”מכונת החיתוך” תעמוד בקצב הנדרש.
מחקר חדש של פרופ’ נעמה ברקאי, ד”ר ערן הורנשטיין ותלמידיהם יצר מודל מתמטי אשר מתאר כיצד שומרת מכונת החיתוך על-ידי לולאת משוב את היחס הנכון בין דיוק (לחתוך את המולקולות הנכונות) לבין מהירות.
ממצאי מחקר זה יכולים ללמד ולייעל ייצור מוליקולות מיקרו RNA  סינתטיות ולעזור בטיפול במחלות הקשורות לכך.

קישור לידיעה- מכון וייצמן

מיצלות הם קבוצת מוליקולות, אשר מסתדרות לרוב בצורה כדורית בגודל של 25-50 ננומטרים, הכוללות חלק הידרופילי (נקשר למים) וחלק הידרופובי (דוחה מים) אשר נוצרות בתוך תערובת קולואיד של חומרים (תערובת כמעט הומוגנית בין שני חומרים). בשל הדואליות הזו מוליקולות אלו נקראות מוליקולות אמפיפטיות. צורתן מאפשרת להם לשמור על חומרים בתוכן.
צוות מחקר בראשות פרופ’ Kit Lam מאוניברסיטת קליפורניה סינתז קבוצת מיצלות חדשה בשם BCM אשר משחררות מטען שנמצא בתוכם בתגובה לסביבה חומצית אשר קיימת באיזור הגידול הסרטני או בסביבות כימיות אחרות. המיצלות החדשות שסונתזו מחזיקות את התרופה בתוכן למשך זמן רב יותר וכך יש סיכוי טוב שהתרופות ישתחררו רק בתוך תאי הגידול ולא יגרמו נזק לתאים אחרים בגוף.

קישור לידיעה

מהן מיצלות?