מיטוכונדריה תעני, זה אני

מדעניות המכון חשפו ערוץ תקשורת בין שני שחקני מפתח בתא – הגרעין והמיטוכונדריה – והראו כי שני האברונים מחליפים ביניהם מסרונים באמצעות קווי תקשורת מולקולריים

כמו כל משטר גם זה הנהוג בתא זקוק לאמצעי תקשורת וליכולות להעברת מידע. באחרונה חשפו מדעניות מכון ויצמן למדע ערוץ תקשורת בין שני שחקני מפתח בתא – הגרעין והמיטוכונדריה – והראו כי שני האברונים מחליפים ביניהם מסרים באמצעות נקודות חיבור פיסיות המהוות מעין קווי תקשורת מולקולריים. האזנות סתר לתקשורת הקווית בין אברוני התא צפויות לאפשר למדענים להבין טוב יותר מצבי מחלה המתפתחים עקב שיבושים בערוצי התקשורת – מסרטן ועד מחלות ניווניות של מערכת העצבים.

עטופים בבטחה בקרום השומני שלהם, אברוני התא זקוקים לערוצי תקשורת עם סביבתם, לרבות קבלת מסרונים מאברונים אחרים. שמירה על מעבר רציף של מידע חשובה במיוחד לאברוני הגרעין והמיטוכונדריה: הגרעין, שבו מאוחסן הקוד הגנטי יקר הערך, תלוי במיטוכונדריה – תחנות הכוח של התא – לאספקת האנרגיה הרבה הנדרשת בשלבים ההתחלתיים של ביטוי הגנים. אברוני המיטוכונדריה, מצדם, תלויים בשירותי האחסון של הגרעין למרבית התוכניות הגנטיות שלהם ולהוצאתן לפועל בתזמון הנכון.

תאי שמרים תחת מיקרוסקופ פלואורסצנטי. מימין: כאשר החוקרות גרמו לתאים להפיק כמות גדולה של Cnm1, נהרו אברוני המיטוכונדריה (באדום) לכיוון גרעין התא (בירוק) והתגודדו סביבו תוך יצירת מערך מסועף של נקודות מגע; משמאל: בתנאים רגילים אברוני המיטוכונדריה פזורים ברחבי התא
תאי שמרים תחת מיקרוסקופ פלואורסצנטי. מימין: כאשר החוקרות גרמו לתאים להפיק כמות גדולה של Cnm1, נהרו אברוני המיטוכונדריה (באדום) לכיוון גרעין התא (בירוק) והתגודדו סביבו תוך יצירת מערך מסועף של נקודות מגע; משמאל: בתנאים רגילים אברוני המיטוכונדריה פזורים ברחבי התא

“הסברה הרווחת היא שמקור המיטוכונדריה בתא חיידקי קדום, חסר גרעין כמובן, אשר נבלע בשלמותו על-ידי צורת חיים חד-תאית קדמונית אחרת שכבר התפתח בה גרעין”, מסבירה פרופ’ מאיה שולדינר שמעבדתה במחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן למדע מתמחה בחקר תקשורת תוך-תאית. “כך, גנים שמקורם במיטוכונדריון נדדו לאיטם לכיוון גרעין התא והתמזגו במהלך האבולוציה עם הגנום של אותו אורגניזם. אבולוציה זו הפכה את קיומם של ערוצי התקשורת בין האברונים להכרח – שכן הם מאפשרים תיאום הדוק בין כמות האנרגיה התאית הזמינה למשימות התא השונות”.

דרך אחת לתקשורת בין אברונים היא נקודות חיבור פיסיות של ממש המתאפשרות באמצעות מולקולות מקשרות (tethering molecules). מחקרים קודמים במעבדתה של פרופ’ שולדינר הראו שבין כל שני אברונים יכולים להימתח קווי תקשורת שכאלה, אולם אפיון ערוצי התקשורת החשובים שבין גרעין התא למיטוכונדריה נותר עד כה חמקמק.

במחקר הנוכחי, צוות בהובלת ד”ר מיכל אייזנברג-בורד ותלמידת הדוקטורט נעמה צונג, החל לחפש אחר ערוצי תקשורת אלה בתאים של שמר האפייה – מיקרואורגניזם חד-תאי קל לגידול ובעל דמיון לתאי אדם. בעזרת שיטה שפותחה בעבר במעבדתה של פרופ’ שולדינר על-ידי תלמיד הדוקטורט דאז, ד”ר נדב שי, הינדסו החוקרות את תאי השמרים כך שיבטאו חלבון פלואורסצנטי הנדלק בתגובה ליצירת חיבור בין שני אברונים.

לאחר שאיששו את קיומם של ערוצי התקשורת בין הגרעין למיטוכונדריה וזיהו את מיקומיהן של נקודות המגע בין האברונים בעזרת החלבון הפלואורסצנטי, התפנו החוקרות לחשוף את המנגנונים המולקולריים המאפשרים תקשורת מסוג זה. לשם כך, הן השתמשו בשיטה הנקראת “סריקה בתפוקה גבוהה” (HTS) המאפשרת לסרוק אלפי זני שמרים שונים, בזמן קצר יחסית וביעילות, בחיפוש אחר גנים ותוצריהם החלבוניים המעורבים במנגנון זה. לאחר סריקה של קרוב ל-6,000 חלבוני שמר שונים, הצליח צוות המחקר לזהות חלבון שלא אופיין עד כה בספרות המדעית ונמצא בשפע בנקודות המגע בין האברונים.

כאשר גרמו החוקרות לתאי שמרים להפיק כמות גדולה במיוחד של חלבון זה אשר זכה לכינוי Cnm1 – נהרו אברוני המיטוכונדריה בתאים לכיוון הגרעין, התגודדו סביב הקרום שלו ויצרו עימו מערך מסועף של נקודות מגע. “הראינו כי Cnm1, חלבון הנעוץ בקרום הגרעין, מתנהג כמו ‘חוט תקשורת’, וזאת באמצעות היקשרות לחלבון מוכר אחר על-גבי קרום המיטוכונדריה”, מסבירה פרופ’ שולדינר.

נוסף על זיהוי הרכיבים המולקולריים של מנגנון התקשורת בין האברונים, חשפו החוקרות בהצלחה גם מגנון בקרה המווסת את תהליך היצירה של נקודות המגע: כאשר שובשה פעילותם של אנזימים שונים הנחוצים ליצירת מולקולת שומן בשם פוספטידיל כולין  – מרכיב משמעותי של קרומים ביולוגיים – כמות ה-Cnm1 צנחה, ונקודות המגע המסועפות שהופיעו בניסוי הקודם נעלמו. “ניכר כי הסיבה לכך לא הייתה נעוצה בהפסקת הפעילות של אנזים כזה או אחר, אלא בכך שלא היה מספיק ממולקולת השומן עצמה”, מסבירה פרופ’ שולדינר, “ולראיה, כאשר הוספנו את המולקולה לתאי שמר שהונדסו כך שלא יוכלו להפיקה בעצמם, נקודות המגע חזרו להופיע”.

גילוי המנגנון המולקולרי המאפשר ערוץ תקשורת דו-כיווני בין הגרעין למיטוכונדריה מניח את היסודות להבנה עמוקה יותר של תפקודי אברונים אלה. הבנה זו משמעותית במיוחד שכן שיבושי תקשורת בערוץ זה עלולים לתרום להתפתחות מחלות שונות ובהן סוגים שונים של סרטן, מחלות ניווניות של מערכת העצבים, תנגודת לאינסולין המאפיינת חולי סוכרת מסוג 2, השמנת יתר חולנית, ובאופן כללי להזדקנות רקמות.

עוד בנושא באתר הידען:

Note: This article have been indexed to our site. We do not claim legitimacy, ownership or copyright of any of the content above. To see the article at original source Click Here

Related Posts
Meet Lucy: NASA’s new asteroid-hopping spacecraft thumbnail

Meet Lucy: NASA’s new asteroid-hopping spacecraft

Today, NASA engineers will begin packing a freshly built spacecraft, Lucy, into the tip of an Atlas V rocket. When Lucy launches in October, it will attempt a journey unlike any previous mission. Over the course of 12 years, the wandering spacecraft will fly by a whopping eight asteroids, mostly in the vicinity of Jupiter. …
Read More
Heavy rains displace thousands in northeast Brazil thumbnail

Heavy rains displace thousands in northeast Brazil

This handout picture taken on December 12, 2021 and released by the Brazilian presidency showings a flooded area in Itamaraju, in the south of Bahia State, Brazil, after heavy rains. More than 11,000 people have been displaced in the Brazilian state of Bahia due to flooding, with authorities scrambling Saturday to provide relief to residents…
Read More
Rare Antarctic meteorite is one of the largest ever found thumbnail

Rare Antarctic meteorite is one of the largest ever found

Antarctica is the perfect place to go meteorite hunting, as space rocks stand out on the wide fields of ice, and researchers have found a new crop Space 24 January 2023 By Alex Wilkins The meteorite probably originated from the asteroid belt between Mars and JupiterMaria Valdes Researchers in Antarctica have recovered a rare large
Read More
Unraveling the dynamics of the solar corona thumbnail

Unraveling the dynamics of the solar corona

Coronal Mass Ejections (CMEs) are large expulsions of plasma and magnetic field from the Sun’s corona. They eject several tons of coronal material and carry an embedded magnetic field, stronger than the background solar wind. To study the solar atmosphere dynamics using coronagraph images, it is essential to visualize the structures. Although, the radial gradient…
Read More
ANA, in-flight wedding ceremony at A380 parked from 2.5 million yen thumbnail

ANA, in-flight wedding ceremony at A380 parked from 2.5 million yen

 全日本空輸(ANA/NH)とハセガワエスティ(東京・渋谷)は12月23日、総2階建ての超大型機エアバスA380型機を貸し切る機内ウェディング「FLYING HONU WEDDING with ANA」を2022年3月に成田空港で初開催すると発表した。駐機中の機材を活用するもので、30人までの税込価格は挙式のみで250万円、挙式と披露宴で500万円となる。 ANAのA380=PHOTO: Tadayuki YOSHIKAWA/Aviation Wire A380のビジネスクラス=PHOTO: Tadayuki YOSHIKAWA/Aviation Wire  ANAのA380は成田-ホノルル線専用機材だが、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の影響で現在は定期便の運航から離脱している。両社は今年5月と6月に羽田空港で駐機中のボーイング777-300ER型機を会場にした機内ウェディングを7組実施しており、今回はハワイを感じられる結婚式にするという。  現時点での開催日は3月6日と12日で、1月10日まで専用サイトで応募を受け付ける。相談会も予約でき、結婚式のほか、金婚式や銀婚式などにも応じるという。プランAは挙式と披露宴、プランBは挙式のみで、いずれも最大54人まで対応でき、1人当たりの追加料金はAが4万6000円、Bが5500円となる。ANAのマイルがたまり、記念品が付く。  プランAの場合、当日は保安検査を受けてオープンスポットまでバスで向かい、タラップで機内へ。1階のエコノミークラスでウェルカムドリンクの提供や写真撮影後、2階席後方のプレミアムエコノミーで挙式、ビジネスクラスで披露宴、ファーストクラスは写真撮影スペースとなる。披露宴では、客室乗務員や機内食開発担当者、ANAの機内食を手掛けるANAケータリングサービス(ANAC)のシェフが選んだ特別コースと、オリジナルのウェディングケーキを用意する。  また、客室乗務員によるフラダンスや、ANAチーム羽田オーケストラによる生演奏なども予定している。使用機材については、全3機のうちどの機体になるかは当日のお楽しみとしている。 関連リンクFLYING HONU WEDDING with ANA全日本空輸 777で機内結婚式 ・ANA、羽田駐機中の777で結婚式 便名は末広がりNH8888便(21年5月23日) 写真特集・ANA A380 FLYING HONUの機内 (1)個室ファーストクラスでプライバシー確保 (2)ペアシートもあるビジネスクラス (3)2階後方にゆったりプレエコ (4)カウチシートもあるエコノミー ホノルル空撮 初号機と2号機の2機並び ・【空撮】空飛ぶウミガメ、ホノルルに2機揃い踏み ANAのA380、週10往復に(19年7月3日)
Read More
Index Of News
Total
0
Share