מגזין הטכניון | קיץ 2021

פיזיולוגיה 20 ח וקרות בפקולטה לרפואה ע״ש רפפורט מציגות ממצאים חדשים הנוגעים לפגיעה ההדרגתית במערכת הבקרה על החלבונים בתקופת ההזדקנות. את המחקר שהתפרסם - כתב העת של האקדמיה הלאומית PNAS ב- למדעים בארצות הברית - הובילו פרופ’ רעות שלגי, עמיתי המחקר ניב סבט ופלוניה לוי-אדם והדוקטורנטית אמל יוניס. המחקר התמקד במערכת בקרה חיונית השומרת על התא מפני הצטברות של חלבונים משובשים; כשמערכת זו נפגעת, מצטבר בתא משקע של חלבונים כאלה. להצטברות זו אפקט רעיל, בעיקר כאשר היא מתרחשת במוח. חלבונים הם שותפים פעילים בכל ההתרחשויות הביולוגיות בתא ומחוצה לו, ותפקודם תלוי בהצלחתם להתקפל למבנה תלת-ממדי ספציפי המאפשר להם לקיים אינטראקציות תקינות עם מרכיבים אחרים בתא. במקרים רבים מתקפלים ) שלא רק misfolding החלבונים באופן משובש ( מונע מהם למלא את תפקידם אלא אף גורם להם להיעשות “דביקים” ולהצטבר בתא לכדי משקע רעיל. משקע זה עלול לפגוע בתאים בכלל ובתאי המוח בפרט בתהליך המעורב בהתפתחות של מחלות נירו-דגנרטיביות ובהן אלצהיימר, פרקינסון, והנטינגטון. ALS מאחר שהיווצרותם של חלבונים משובשים היא אירוע שכיח, התפתח במהלך האבולוציה מנגנון בקרהתאיתהבוחן אתאיכותהחלבון מרגעהיווצרותו בריבוזום ועד מותו. מנגנון זה, הקרוי פרוטאוסטזיס, מאתר חלבונים משובשים ומטפל בהם באחת משלוש דרכים: קיפולם מחדש בדרך הרצויה; בידודם וניטרולם כך שלא ישפיעו על פעילות התא; או שיגורם לפרוטאזום, פח האשפה התאי. מנגנון זה מוודא שהחלבונים המשובשים, הנוצרים גם באדם הבריא, מטופלים ואינם מצטברים לכדי אותו משקע רעיל המוביל להיווצרות מחלות ניווניות של המוח. עם זאת, תהליך ההזדקנות כרוך בהיחלשותו של מנגנון הפרוטאוסטזיס. היחלשות זו, שהודגמה בעבר בתולעים (נמטודות), מודגמת כעת לראשונה גם בתאי בני אדם מזדקנים. זאת באמצעות אפיון של שעתוק, עיבוד אר-אן-איי וסינתזה של חלבונים בכלים כלל-גנומיים. במאמר הנדון מציגות חוקרות הטכניון את התופעה ). הן heat stress האמורה בהקשר של עקת חום ( הראו כי בניגוד לתאים הצעירים והבריאים, בתאים הזקנים התגובה להלם חום אינה מספקת, וזאת בשל הידרדרות מנגנון הפרוטאוסטזיס. בניגוד לתאים הצעירים, התאים הזקנים אומנם חשים את העקה אך אינם מצליחים להפעיל את תגובת השעתוק האדפטיבית הנחוצה כדי להתגבר על העקה במלואה. החוקרות מצאו גם כי פעילותו של הפרוטאזום, “פח האשפה התאי”, הידרדרה בתאים הזקנים ולא חזרה לעצמה אפילו לאחר שניתן להם זמן להתאושש מההלם. החומר עייפות פלוניה לוי-אדם אמל יוניס פרופ’ רעות שלגי https://www.pnas.org/content/117/50/31902 למאמר: