חדשות

חוקרים ישראלים פיענחו מנגנון להורשת פעילות מוחית שלא דרך ה-DNA

החוקרים מאוניברסיטת תל אביב סבורים כי ממצאי המחקר מהווים צעד חשוב לעבר הבנה מעמיקה של תהליכי ומנגנוני האפיגנטיקה

10.06.2019, 08:37
המחקר נעשה על תולעי Caenorhabditis elegans. מודל מחקר שהוביל ללא פחות משישה פרסי נובל שהוענקו לחוקרים

לשינויים החלים בתאי העצב השולטים בהתנהגות ובזיכרון יש תכונת העברת בין-דורית, באמצעות מולקולות מורשות - small RNAsי(RNA קטנים). כך עלה ממחקר חדש שבוצע במעבדתו של פרופ' עודד רכבי מבית הספר לנוירוביולוגיה, ביוכימיה וביופיזיקה בפקולטה למדעי החיים ובית הספר למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב ופורסם ביום חמישי האחרון ב-Cell.

המחקר נעשה על תולעים והחוקרים ציינו שיש לו חשיבות רבה בפיענוח מנגנוני האפיגנטיקה – הורשת התכונות הנרכשות שאינן מקודדות ב-DNA. את המחקר הובילו הדוקטורנטים רייצ'ל פוזנר ואיתי טוקר.

פרופ' רכבי אמר: "השאלה האם תכונות שנרכשו במהלך החיים יכולות לעבור בתורשה לדור הבא שנויה במחלוקת בקרב המדענים קרוב ל-200 שנה. נכון להיום, אחד האורגניזמים הנפוצים למחקרים בנושא הזה הוא התולעת הזעירה והשקופה C. elegans, ששימשה מודל מחקר שהוביל מאז שנת 2000 ללא פחות משישה פרסי נובל שהוענקו לחוקרים שעסקו בתולעת הזאת".

במחקרים קודמים שבוצעו במעבדת פרופ' רכבי נתגלה כי התולעים מסוגלות להעביר לצאצאיהן, לאורך דורות רבים, שתי תכונות שנרכשו במהלך החיים: עמידות נגד נגיף וזיכרון של הרעבה. "המשמעות היא שבניגוד לתפישות ששלטו במחקר לאורך עשרות שנים, התורשה איננה עוברת רק במסלול הידוע והבלתי משתנה של ה-DNA, אלא גם בנתיבים אחרים המסוגלים להעביר לצאצאים תכונות נרכשות.

"מצאנו", הוסיף פרופ' רכבי, "שהעמידות לנגיף והזיכרון של המצב התזונתי של ההורים מועברים לצאצאים באמצעות הורשת RNA - או ליתר דיוק מולקולות מסוג sRNA - מולקולות RNA קטנות, המסוגלות להתנייד ולהעביר מידע תורשתי מתא לתא. תפקידן לגרום לגנים ב-DNA להתבטא בצורה הנכונה ובמקום הנכון בגוף. לדוגמה: למרות שקוד ה-DNA זהה בכל התאים, בעין מתבטאים גנים של ראייה, ובברך גנים שאחראים על תפקוד הברך".

במחקר הנוכחי ביקשו החוקרים לבחון אם גם זיכרון שקודד במהלך החיים בתאי העצב שבמוח יכול לעבור בתורשה לדורות הבאים באמצעות מולקולות RNA קטנות. לשם כך הם שבו אל התולעים: הם "יצרו" במעבדה תולעים שאינן מייצרות מולקולות sRNA מסוג מסוים - המכונות endo-siRNA ובשל החסר הזה הן אינן מסוגלות, בין היתר, לנוע בעקבות הריח כדי למצוא מזון.

בהמשך עבודת המחקר השיבו החוקרים לתולעים את היכולת לייצר endo-siRNA אך ורק למערכת העצבים וגם היכולת לאתר מזון שבה אליהן.

עוד נמצא כי מולקולות ה-endo-siRNAs שיוצרו בתאי העצב מגיעות גם לרקמות אחרות בגוף התולעת ומשפיעות גם שם על ביטוי הגנים.

פרופ' רכבי הוסיף כי "השאלה החשובה בשלב הזה של העבודה היתה: האם מולקולות ה-ndo-siRNA, אשר בתולעים אלו מיוצרות בתאי העצב בלבד, מסוגלות לעבור גם לתאי המין ומשם לדורות הבאים? התשובה המרעישה היתה שאכן כן. צאצאיהן של אותן תולעים, שעל פי ה-DNA שלהן אינן מייצרות מולקולות מסוג endo-siRNA, קיבלו את התכונה החסרה בתורשה מהוריהן וידעו לזהות מזון לפי ריח ולנוע לעברו.

"הורשה שלא דרך שינויים ברצף הדנ״א נקראת אפיגנטיקה. התחום הזה תופס תאוצה במחקר בשנים האחרונות. במחקר שלנו צעדנו צעד חשוב לעבר הבנה מעמיקה של התהליכים ומנגנוני האפיגנטיקה. איננו יודעים עדיין אם התהליך שגילינו מתרחש גם בבני אדם, אבל אם כן, לתגליות שלנו עשויות להיות השלכות מרחיקות לכת.

"לפני יותר מ-100 שנה גילו מדענים איך פועלת הורשה גנטית דרך DNA באמצעות מחקר שנעשה באפונים ובזבובים. אנחנו מקווים שהתולעת שאנחנו חוקרים היא 'האפונה של ההורשה האפיגנטית'".

נושאים קשורים:  אפיגנטיקה,  פרופ' עודד רכבי,  דנא,  אוניברסיטת תל אביב,  חדשות,  הורשה
תגובות