חוקרים באוניברסיטת ת"א הצליחו לפצח את מנגנון ה"מיגרוזומים"

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב הצליחו לפענח את תהליך יצירת המיגרוזומים. מיגרוזמים הם אברונים תאיים שהתגלו לאחרונה הנוצרים בעקבות התנפחות מקומית של סיבי ממברנה הנוצרים במהלך נדידת תאים.

המיגרוזומים אוגרים בתוכם ביו-מולקולות תוך תאיות כמו דנ"א, רנ"א, חלבונים ואף אברונים שלמים כמו המיטוכונדריה, ובשלב מאוחר יותר הם מתנתקים מהתא ומשתחררים לסביבה בצורה של בועיות ממברנה המשמשות להעברת מידע ולתקשורת בין תאית. כלומר, לאחר השחרור של המיגרוזום לסביבה הם נאספים ע"י תאים אחרים וכך למעשה תא מסוים יכול לדעת מה מצבו של התא השכן.

המחקר נערך בהובלת הדוקטורנט רביב דהרן, בהנחיית ד"ר רעיה סורקין מבית הספר לכימיה בפקולטה למדעים מדויקים ובשיתוף פעולה עם קבוצת מחקר מאוניברסיטת צינגואה שבסין ופורסם בכתב העת Nature Communications.

מטרת החוקרים היתה להבין את מנגנון ההיווצרות של המיגרוזומים. לשם כך הם יצרו מערכת מודל המדמה את תהליך יצירת המיגרוזומים בעזרת בניית מערכת נסיונית מתוחכמת המשלבת שני מכשירי מדידה מתקדמים: מלקחיים אופטיים המאפשרים ללכוד ולשנע חלקיקים מיקרוסקופיים עם קרן לייזר ומערכת שאיבה מיקרוסקופית שבעזרתה ניתן לשלוט על מתח הפנים של בועיות ממברנה. את בועיות הממברנה החוקרים יצרו מתאים חיים המייצרים חלבונים שנחוצים להיווצרות המיגרוזומים. כל המערכת הזו ממוקמת על גבי מיקרוסקופ, כך שניתן לחזות ולעקוב בפירוט אחרי כל שלבי הניסוי בזמן אמת. הממצאים חשפו כי התהליך מתרחש בשני שלבים עיקריים ומתווך בעזרת חלבונים.

ד"ר סורקין מסבירה: "יצרנו במעבדתנו מערכת מודל שמחקה את היווצרות המיגרוזומים. בחלק הראשון של הניסוי יצרנו בועיות ממברנה גדולות שמהן משכנו סיבי ממברנה עם מתח פנים נמוך יחסית. לאחר מכן העלנו בפתאומיות את מתח הפנים של הסיב, דבר שגרם להיווצרות מבנה דמוי מיגרוזום לאורך הסיב. ניתן לדמות זאת לצינור בו זורמים מים אשר בבת אחת מצרים אותו בצורה משמעותית, מה שמוביל לכליאת מים בתוך הצינור אשר מאלצת את הצינור לעבור שינוי צורה המתבטא ביצירת בועות לאורך הצינור אשר מרכזות את המים בתוכן. הבועות הן למעשה אנלוגיה למיגרוזומים. בשלב השני ניתן לראות שחלבונים נודדים לבועות שנוצרו ומייצבים את צורתן. בהעדרם של חלבונים אלה, הבועות קורסות במהירות והצינור חוזר להיות בעל קוטר אחיד".

ד"ר סורקין ממשיכה: "אמנם הראנו שהתהליך הנ"ל מתרחש במערכת מודל, אך רצינו גם להוכיח שהמנגנון הזה הוא בעל רלוונטיות ביולוגית ומתרחש בתאים. ללא ההעשרה של החלבונים על גבי המיגרוזום הוא מתפרק במהירות ועבודתו החשובה לא מתבצעת.

"פיענוח המנגנון תורם להבנה מעמיקה יותר של מחלות שונות, כמו סרטן, הנגרמות כתוצאה מתהליכי תקשורת לקויים המתרחשים בין תאים וטומן בחובו את היכולת העתידית לתכנן טיפולים ביולוגיים למחלות אלו ולייצר תרופות ביולוגיות ממוקדות מטרה המבוססות על מיגרוזמים לצרכים רפואיים שונים".