ד"ר אורי גת עוסק בהבנת פלא טבע ידוע משכבר הימים –  רגנרציה מוחלטת של הגוף בבעלי חיים מסוימים. בעלי חיים אלה מסוגלים להשתקם ולבנות מחדש את גופם לגמרי, אפילו אם הוא קוצץ לחתיכות! 

בעל חיים אחד כזה הינו שושנת הים, נמטוסטלה (Nematostella), השייכת לקבוצת הצורבניים ומהווה חיית מודל להתפתחות ורגנרציה ,שגדלה בכיף במעבדתו של אורי. הטרנסקריפטום (כלל התעתיקים) של שושנת הים מופה בקפידה במעבדתו בחיפוש אחר הגנים המשתתפים בתהליך הרגנרציה. סריקה זו העלתה גנים רבים שחלקם מוכרים וכן משפחת גנים בלתי צפוייה.

הגנים חברי המשפחה החדשה הראו דמיון משמעותי לגן Cthrc1, שלא היה מוכר בעבר בקבוצת הצורבניים. בבני אדם נמצא כי גן זה קשור לתהליכי נדידה ופלישה של תאים סרטניים - תהליכים המובילים ליצירת גרורות. ביטוי אינטנסיבי של הגן Cthrc1 מעיד על סרטן אלים במיוחד ופרוגנוזה גרועה לחולים.  

באחד הכנסים פגש  אורי חוקר צרפתי – Dr. Lucas Leclere , שהינו ביולוג התפתחותי העובד על חיית מודל אחרת ממשפחת הצורבניים - מדוזה הידרוזואית מסוג קליתיה (Clytia). מסתבר שגם במדוזה זו נמצאו גנים ממשפחה זו, וגם בה הם מעורבים בתהליך הרגנרציה של גוף המדוזה. לפיכך, החליטו שני החוקרים לאחד כוחות לצורך מחקר אבולוציוני שימפה את נוכחות הגנים הללו בעולם החי. תוצאות מחקר זה חשפו את קיומם של גנים ממשפחה זו במינים נוספים של צורבניים פרט לנמטוסטלה וקליתיה. בנוסף, התגלתה שונות מעניינת בבעלי חיים רבים אחרים, עובדה המעידה כי גנים ממשפחה זו הפכו שימושיים ביותר לבעלי חיים מסוימים, אך בעלי חיים אחרים אינם זקוקים להם כלל.

המחקר בחולייתנים, הקבוצה אליה שייכים גם אנו - בני האדם, חשף תוצאות מפתיעות. במינים שונים של חולייתנים קיים לרוב גן אחד בלבד ממשפחה זו, והוא שמור ביותר. מדוע גן זה כה שמור בחולייתנים, בעוד שקבוצות בעלי חיים אחרות, כולל כאלה הקרובות מאוד לחולייתנים, אינן מציגות כלל שימור קפדני שכזה? 

ייתכן שהסיבה לכך הינה קיומו של גן שכן, הממוקם בסמיכות ל- Cthrc1 בחולייתנים, אך לא בבעלי חיים אחרים.  גן זה נקרא Frizzled6, והוא מקודד לרצפטור (קולטן) למסלול ה ה-Wnt. מסלול "סלב" זה, הקרוי על שם החלבון המופרש Wnt, הוא מסלול איתות תאי בעל תפקיד חשוב ביותר בקביעת ההתפתחות ועיצוב צורת הגוף בכל בעלי החיים.

מחקרים עדכניים מראים קשר בין תוצרי הגן Cthrc1 ושכנו Frizzled6 במסגרת מסלול ה-Wnt ביונקים.  ההשערה ממחקר זה היא שקשר זה תרם להצלחת החולייתנים על ידי שכלול מסלול ה Wnt, אך כאשר הגן Cthrc1 מבוטא ברמות חריגות, הוא עשוי לגרום לנדידת תאים מוגברת ולא מבוקרת, המובילה ליצירת גרורות בסוגי הסרטן בו הוא מתבטא. באופן מעניין, החוקרים מצאו כי אחד מהמינים שהראו רצף חריג לגן הוא החולד העירום - בעל חיים המצוי בישראל ונחקר בשל עמידותו ההיוצאת מהכלל לסרטן.

בנוסף לידע הנרחב על האבולוציה של הגן, שיתוף פעולה נוסף של אורי , הפעם בתוך המכון למדעי החיים, חושף את מבנה ומהות התוצר החלבוני של הגן המדובר.  החוקרת דינה שניידמן (https://www.bio.huji.ac.il/he/node/11106) מהמחלקה לכימיה ביולוגית, מומחית למידול מבנה חלבונים, סייעה ביצירת מודל תלת מימדי של מבנה החלבון. המבנה דומה לחלבונים מעבירי סיגנל אחרים המכילים גם הם אזור קולגני קצר. תגלית זאת מסירה הרבה מהמסתורין לגב זהות חלבוני ה-Cthrc1,  וייתכן שתאפשר לנו להתקדם בהבנת תפקידו ופעולתו של החלבון הזה בתהליך שחזור הגוף של שושנת הים וביצירת גרורות סרטניות בבני אדם. 

בהמשך תוכל הכרת מבנה החלבון לסייע בפיתוח ריאגנטים שיוכלו לשמש בתור טיפולים עתידיים לסוגי הסרטן הרבים והקטלניים, שבהם ידוע שה-Cthrc1 מעורב.

הסטודנטים שהיו מעורבים במחקר ותרמו לממצאים: טל ניר, מיכאל בזרסקי, ומירב ברייטברד מן המכון למדעי החיים.

קיראו עוד באתר האוניברסיטה 

קיראו את המאמר.