מחקר בגובה העיניים

מחקר בגובה העיניים

מפעל ייחודי של הקרן הלאומית למדע שמטרתו להנגיש את הישגי המחקרים הממומנים על ידה לציבור הרחב.

עובדות ומספרים

< חזרה למחקרים
פרופ' יובל גרעיני
פיזיקה
אוניברסיטת בר-אילן
מדעים מדוייקים וטכנולוגיה
תקופת המחקר
2012-2016

כיצד נשמר ה-DNA מסודר ומאורגן בתוך גרעין התא הזעיר?

אורכו הכולל של ה-DNA הוא כשלושה מטרים, והוא דחוס בגרעין תא שגודלו 20 מיליוניות המטר. מטרת מחקר זה היא להבין את המנגנונים המאפשרים ל-DNA להישאר מסודר ומאורגן כדי שיוכל למלא את תפקידו כראוי

נכתב ע''י יובל גרעיני, 15 אוק 2016

הגנום של כל יצור חי קובע כמעט את כל תכונותיו, כאשר הגנום האנושי מורכב מ-25,000 גנים לערך. כמעט כל הגנים האלו מקודדים לאורך ה-DNA, שמרוכז כולו בגרעין של כל תא מתאי גופנו. ה-DNA נראה כמו סולם מפותל וכל שלב בסולם בנוי מזוג חומצות גרעין. האורך הכולל של ה-DNA מגיע לשלושה מטרים לערך, ומטען זה דחוס לתוך גרעין התא שגודלו בסך הכול כ-20 מיקרומטר (20 מיליוניות המטר)! משימה זו זהה כמעט לדחיסת חוט שאורכו שישה קילומטרים לתוך כדור טניס. כיצד מצליח התא לשמור על ה-DNA מאורגן בתוך הגרעין כך שלא ייווצרו קשרים ושה-DNA לא יסתבך בעצמו ויוכל לבצע את שלל משימותיו? מטרת המחקר היא להבין את המנגנונים שמאפשרים ל- DNAלהיות שמור ללא קשרים, כך שהתא יוכל לתפקד וגם להתחלק כהלכה כאשר יהיה צורך בכך. הארגון של ה-DNA בתוך התא מאוד חשוב לתפקוד תקין, וללא סדר וארגון עלולות להיגרם מחלות שונות והסתבכות של ה-DNA בעצמו. דוגמאות ידועות למחלות הקשורות לחוסר ארגון ולחלבונים שאחראים על הארגון הן ניוון שרירים, פרוגריה (הזדקנות מואצת של ילדים) ואולי אפילו סרטן. כיצד ניתן לחקור זאת? אין דרך פשוטה לראות איך ה-DNA מאורגן בתוך התא, אפילו לא בעזרת מיקרוסקופ אלקטרוני. לכן אנחנו משתמשים במיקרוסקופ אופטי ובשיטות מתקדמות שמאפשרות למדוד תאים חיים. כיוון שהתא עצמו שקוף כמעט לחלוטין, אנחנו מסמנים בצבע אתרים גנטיים שונים כך שיהיה ניתן להבחין בהם תחת המיקרוסקופ. לאחר מכן אנחנו מודדים את אופן התנועה שלהם בתוך הגרעין ומסיקים מכך מסקנות. את המידע אנחנו מעבדים בעזרת שיטות פיזיקליות מתקדמות, שמחייב לשלב את הביולוגיה והפיזיקה יחד לענף הבינתחומי המוכר כביופיזיקה. במחקר גילינו מנגנון שמאפשר ל-DNA לשמור על הסדר ולא להסתבך עם עצמו. המנגנון מבוסס על חלבון שנקרא למין. חלבון זה היה ידוע כבר קודם לכן, וחשיבותו התבררה במחקרים קודמים. על פי ממצאינו, החלבון יכול לקשור חוט של DNA לעצמו (ה-DNA עצמו מוקף בחלבונים רבים, והמבנה כולו נקרא כרומטין). באופן כזה, כאשר יש הרבה נקודות קישור, ה-DNA מתקבע ואינו יכול לנוע באופן חופשי. תנועה חופשית עלולה לגרום לו להסתבך בעצמו, וכך ליצור קשרים שלא יאפשרו לתא להתחלק כראוי. התוצאות פורסמו בכתבי עת מדעיים שונים כמו Nature Communications ו- Physical Review Letters והן זוכות להדים רבים.

פורסם בתאריך - 25-פברואר-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום

תמונות המחקר

מילות מפתח

ביופיזיקה
biophysics
biophysics
Biophysics
biophysics
הגנום האנושי
ארגון הגנום
גרעין התא
מדידות דינמיות בתאים חיים
חלבון הלמין
genome organization
live cell measurements
nuclear organization
lamin proteins
ביופיסיקה
פורסם בתאריך - 25-פברואר-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום