אנזימים שנמצאו במיטוכונדיה עשויים להשפיע על חקר מחלת הסרטן ומחלות נוספות

באדיבות איה — עודכן לאחרונה 21/06/2011 13:27

חוקרים במרכז מאסיי לחקר הסרטן באוניברסיטת קומנוולת' בורג'יניה חפשו מנגנוני מיטוכונדריה חדשניים (מיטוכונדר - אברון הנמצא בציטופלזמה של התא ואחראי על הפקת האנרגיה התאית) אשר יש להם השלכות על סרטן ועל מחלות נוספות הקשורות בגיל כמו פרקינסון, מחלות לב ולחץ דם גבוה.

גילוי זה פורץ את הדרך להתעצבות שדה מחקר חדש בתחום האפיגנטיקה, עם האפשרות אופציות טיפול בגנים לטיפול בסרטן ומחלות הקשורות בגיל.

דוקטור שירלי טיילור, חוקרת במרכז מאסיי לחקר הסרטן ופרופסור במחלקה למיקרוביולוגיה ואימיונולוגיה באוניברסיטת ורג'יניה, היתה סטודנטית לתואר שני כשמחקרה סייע לכונן שדה מחקר חדש באפיגנטיקה (אפיגנטיקה – התהליך הקובע אילו גנים באים לידי ביטוי בגרעין התא, ובכך את המאפיינים הביולוגיים של התא). כיום, עשורים מאוחר יותר, טיילור ושותפייה הרחיבו עוד יותר את תחום זה של האפיגנטיקה לכדי עידן חדש של מחקר על ידי גילוי אנזימים במיטוכונדריה שלפני כן ידוע היה על קיומם רק בגרעין האטום.

ביונקים, לכל התאים שני סוגי גנום נפרדים, אשר כוללים את כל המידע התורשתי של האורגניזם. גנום אחד קיים בגרעין בעוד השני במיטוכונדריה, מחולל האנרגיה של התאים.

כפי שפורסם במגזין Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), במחקר נמצאו שתי מודיפיקציות DNA בגנום המיטוכונדרי: methylated cytosine (ציטוזין שעבר מתילציה), הידוע כמתפקד בגרעין על ידי "השתקת" ביטוייהם של גנים מסויימים, ו- hydroxymethyl cytosine, אשר מסיר את ההשתקה הנכפת על ידי הראשון.

יחד, מודיפיקציות אלו מתפקדות כמתג הפעלה וכיבוי גנטי בתהליך הידוע כמתילציית DNA. צוותה של טיילור הראה גם כי האנזים האחראי למתילציית DNA היה קיים במיטוכונדריה ביונקים. הימצאותן של מודיפיקציות DNA אלו הובילה את החוקרים להאמין כי מערכת שליטת גנים הדומה למה שקורה בגרעין התא מתרחשת גם במיטוכונדריה, ופועלת על מנת לוודא ייצור רמות נכונות של חלבונים הנחוצים לאנרגיה.

"במחלות כמו סרטן, שליטה אפיגנטית אובדת", אמרה טיילור. "גנים שאמורים להיכבות מופעלים, ולהיפך, מה שמוביל לגדילה בלתי נשלטת. מחקרנו מצביע ששגיאה בביטוי הגנטי עשוייה להתגלות במיטוכונדריה, ואולי לתרום לאובדן פעילות מיטוכונדרית המאפיינת את מחלת הסרטן ומחלות אחרות הקשורות בגיל"

צוותה של טיילור עובד כעת לנסות ולהחדיר יותר אנזימים למיטוכונדריה, אנזימים האחראים להיווצרות "השתקה", ולזיהוי אנזימים האחראיים לביטולה. זה צריך לאפשר לחוקרים לבחון אם קיימת השפעה על יכולות מיטוכונדריות להפקת אנרגיה. החוקרים משווים גם את כמויות מתילציית ה-DNA בתאים חולים אל מול תאים בריאים, על מנת לקבוע אם ביטוי גנטי של מיטוכונדריה משחק תפקיד במחלות שונות.

"מחלות רבות הפוגעות במבוגרים מוגעות בהליך המיטוכונדריה", אמרה טיילור. "אנו עובדים על מנת לקבוע האם שליטה אפיגנטית היא גורם התורם לבעיות אלו. אם כן, תרופות שידועות ביכולתן להשפיע על הביטוי הגנטי בגרעין התא עשויות להיות יעילות בטיפול בנזקים הנגרמים על ידי ביטוי גנטי לא תקין במיטוכונדריה".

טיילור שיתפה פעולה במחקר זה עם דוקטור ריצ'רד מורגן, יושב ראש המחקר הכללי במרכז מאסיי ופרופסור במחלקה לפרמקולוגיה באוניברסיטת ורג'יניה. משתפי פעולה אחרים כוללים את הסטודנטים לדוקטורט ליסה שוק, פראשנט ת'אקר ואריקה פטרסון מהמחלקה למיקרוביולוגיה ואימיונולוגיה באוניברסיטת ורג'יניה. המחקר מומן חלקית על ידי המכון הלאומי לחקר הסרטן ועל ידי פרוייקט פיילוט של מרכז מאסיי.

http://www.cancerhelp.org.il/n.....15e45d55ea