• יו"ר החברה: פרופ' רן בליצר
  • מזכיר וועד החברה: ד"ר יורם וולף
  • גזבר החברה: ד"ר יעקב דרייהר
  • מתאמת פעילות החברה: מלי קושא
חדשות

גילויים חדשים על ההתארגנות המרחבית של הדנ"א בעת היווצרות הזרע

חוקרים מהטכניון ומבית החולים לילדים בסינסינטי פרסמו דו"ח מחקר משותף המתאר את התארגנות הדנ"א במהלך התפתחות הזרע

שינויים בארגון הדי-אן-איי במהלך התפתחות תאי הזרע. משמאל לימין: תאי זרע מתפתחים (תחילת מיוזה), תאי זרע מתפתחים (לאחר מיוזה) ותאי זרע בוגרים. בשורה העליונה: תמונות מיקרוסקופ של התאים כאשר הדי-אן-איי מסומן בשחור. בשורה התחתונה: מפות אינטראקציה של ניסוי Hi-C, המתארות מבנים מרחביים של די-אן-איי (צורות מלבניות). אפשר לראות שבתחילת המיוזה, כאשר הדי-אן-איי דחוס, המבנים קיימים אך חלשים יותר; הם מתחזקים לאחר המיוזה; והם מגיעים לשיא חוזקם בתאי זרע בוגרים. צילום: הטכניון

חוקרים מהפקולטה לרפואה בטכניון יחיד עם עמיתים בבית החולים לילדים בסינסינטי, ארה"ב, דיווחו לכתב עת מדעי על גילויים חדשים על התארגנות הדנ"א במהלך היווצרות הזרע והשלכותיה על האורגניזם העתידי.

המחקר התפרסם אתמול (ג') ב- Nature Structural & Molecular Biology. הישראלים שנטלו בו חלק הם ד"ר נעם קפלן והסטודנטית לתואר שני הייא חורי. את המחקר הובילו פרופ' סטושי נמקאווה וסטודנט המחקר קריס אלווטאם, שניהם מארה"ב.

הדנ"א בתא החי ארוז, עם החלבונים הקשורים אליו, בקומפלקס המולקולרי כרומטין. אף שהכרומטין משמש לכאורה רק כ"מארז" למידע הגנטי שבדנ"א, האופן שבו נארז הדנ"א משפיע משמעותית על המערכות המופעלות בתאים. אריזה הדוקה מדי, לדוגמה, עלולה להסתיר אותו מהמנגנונים הביולוגיים שאמורים לקרוא ולפענח אותו ובכך להביא להשתקת גנים מסוימים.

במחקר הנוכחי נבחנה התארגנות הדנ"א בכרומטין במהלך הספרמטוגנזה (spermatogenesis) - התפתחות הזרע - תהליך שנחקר רבות, אולם בשל מגבלות טכנולוגיות לא פוענחה עד כה בפירוט צורת אריזת הדנ"א בתהליך הזה.

כעת הצליחו החוקרים לעשות זאת, כך דיווחו, באמצעות הטכנולוגיה החדשנית Hi-C, המשלבת ניסוי ביולוגי וניתוח חישובי. היא מאפשרת לאמוד את ההתארגנות המרחבית של הדנ"א בדיוק רב.

ד"ר קפלן, שהצטרף לסגל הפקולטה לרפואה בטכניון בשנת 2016, הקים בה מעבדה אינטרדיסציפלינרית למיפוי המבנה המרחבי של הגנום ולחקר השפעת מבנה זה על פעילות הגנום בבריאות ובעת מחלה. אתמול אמר: "בכל יום נוצרים בגוף הזכר מאות מיליוני תאי זרע. אחד השלבים הקריטיים בהיווצרות תאי הזרע הוא המיוזה (חלוקת ההפחתה), במהלכה מתרחש מהלך דרסטי של ארגון מחדש של אריזת הדנ"א. בתהליך הזה הכרומוזומים נדחסים לקראת חלוקת ההפחתה והכרומוזומים הדחוסים מחליפים ביניהם מקטעים שונים וכך מגדילים את המגוון הגנטי".

צוות המחקר הישראלי-אמריקאי הצליח לבודד תאי זרע של עכברים בתחילת המיוזה, כשהכרומוזומים דחוסים, ואז למדוד את המרחקים שבין מיליוני צמדי נקודות בדנ"א. כך נתגלה שהמבנה המרחבי של הכרומטין מתחזק בהדרגה במהלך שלבי המיוזה השונים, עד שמגיע לחוזק מרבי בזרע המבוגר.

"אנחנו מעריכים כי הארגון התלת מימדי מאפשר לתאי הזרע לשפעל גנים רבים ומגוונים במהלך המיוזה, וכך להקנות לתאים אלה את היכולת להתחלק לתאים ייעודיים (עור, שריר וכו') אחרי ההפריה. "בעתיד בכוונתנו להשתמש בשיטות אלה כדי להבין כיצד המבנה המרחבי של הגנום עשוי להשפיע על הפוריות".

נושאים קשורים:  ד"ר נעם קפלן,  הטכניון,  דנא,  כרומטין,  ספרמטוגנזה,  התפתחות הזרע,  חדשות
תגובות