פרס נובל בפיזיולוגיה או ברפואה לשנת 2024 יוענק לויקטור אמברוס (Ambros) מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת מסצ'וסטס ולגארי רבקין (Ruvkun) מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת הרווארד. הפרס יוענק להם על גילוי קבוצה של מולקולות RNA זעירות, המורכבות מ-21 עד 23 אבני בניין בלבד. מולקולות אלו מכונות microRNA, ובקיצור miRNA, ויש להן תפקיד בבקרה של תהליך ייצור החלבונים בתא [1].
 |
| ה-miRNA הראשון שהתגלה (בכתום - lin14) נצמד ל-mRNA המעוכב על ידו (בכחול - lin4) מימין התולעת C. elegans Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach |
כל התאים בגופו של יצור רב-תאי מכילים חומר תורשתי זהה (אותם גנים), אבל רק גנים המכילים את ה"הוראות" לייצור החלבונים האופייניים לתא, בהתאם למיקומו ולתפקודו, יבואו לידי ביטוי בתוצר חלבוני. לכן, כל החלבונים המיוצרים בכל תא נמצאים תחת בקרה של מנגנונים שונים, אשר פועלים בשלבים השונים של התהליך שבו ההוראות הכתובות ב-DNA מביאות להיווצרות חלבון. אמברוס ורבקין החלו לחקור אחד ממנגנונים אלו בשנת 1993, ועל גילויו מוענק להם הפרס.
אז איך גנים מתבטאים? גן הוא אזור מסוים במולקולת ה-DNA, שעל פי המידע המקודד בו ייווצר תוצר, לרוב חלבון. כאשר גן מתבטא נוצר לפיו תעתיק RNA, המכונה RNA שליח או mRNA. ה-mRNA מעביר את המידע אל הריבוזומים, ובהם החלבונים נוצרים על פי מידע זה [2]. מנגנון הבקרה שגילו אמברוס ורבקין פועל לאחר שמולקולות ה-mRNA כבר נוצרו.
אמברוס ורבקין גילו שלמולקולות ה-microRNA הרבות והשונות המיוצרות בתאים השונים יש התאמה חלקית עם רצפים קצרים המצויים באחד הקצוות של מולקולות mRNA שונות. הם גילו גם שמולקולת ה-microRNA משתפת פעולה עם חלבון מרכזי (Argonaute) ועם מולקולות RNA נוספות, וביחד הם יוצרים מבנה הקרוי תצמיד השתקה (RNA-induced silencing complex). במצב שבו צריך להפסיק ייצור של חלבון על פי mRNA שכבר נוצר, התצמיד נע בתוך התא ומחפש מולקולות mRNA שיש להן התאמה חלקית ל-microRNA. תצמיד ההשתקה נצמד למולקולת ה-mRNA ומונע את יצירת החלבון שהיא מקודדת לו באמצעות פירוק ה-mRNA או חסימת הריבוזומים.
כיום מוכרות מעל לאלף מולקולות microRNA שונות בגוף אדם, כל אחת מהן משתקת גנים אחרים. את מחקרם הראשוני ערכו אברוס ורבקין בתולעת העגולה (נמטודה) המפורסמת C. elegans. מולקולות ה-microRNA מצויות בכל היצורים הרב-תאיים, מהנמטודות ועד האדם. הן מצויות אף בנגיפים, מה שמצביע על חשיבותן לתפקוד התקין של יצורים רב-תאיים במהלך האבולוציה.
אם כן, מולקולות microRNA הן חלק בלתי נפרד ממנגנוני הבקרה של התא, ומאפשרות לו להתאים את פעולתו למצבים משתנים. הן אף מקושרות למחלות שונות [3], לכן יש להן חשיבות בפיתוח תרופות חדשות [4].
מקורות וקריאה נוספת:
[1] הודעה על הזכייה באתר פרס נובל
[2] יום RNA שמח - נטלי ריבקין אמיר - באתר מדע גדול בקטנה
[3] טראומה ממין שונה - מעיין קריספיל-אלון - על microRNAs בעמידות לפוסט-טראומה
[4] מאמר סקירה מ-2022 ב-Trends in Genetics - על פיתוח תרופות המתמקדות ב-microRNAs
עריכה: סמדר רבן
תודה לשגיא ברודסקי, עלי שמשוני, קרינה סמבליאן, קרן אור ומיכאל לוי, ממדע גדול בקטנה, על הערותיהם
פורסם במקור באתר האינטרנט ובדף הפייסבוק של "מדע גדול, בקטנה" - אוקטובר 2024
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה