מחקר בגובה העיניים
מחקר בגובה העיניים
עובדות ומספרים
האוניברסיטה העברית, הפקולטה לחקלאות מזון וסביבה ע"ש רוברט ה. סמית


איך הדנ"א מעצב את צורת הצמח?
כיצד קבוצה של תאים חסרי התמחות יוצרים עלים ופרחים? כיצד נקבעים המקומות שבהם צומחים העלים על הצמח – וגודלם של חלקי הפרח השונים? מחקר בדק כיצד פועלים מנגנוני הבקרה הגנטית האחראים לכל התהליכים האלה
אחת השאלות המרתקות בתחום הביולוגיה, הן של צמחים והן של בעלי חיים, היא שאלת הבקרה הגנטית על תהליכי ההתפתחות. כיצד הגנים – רצפי דנ"א הנמצאים בגרעין התא – קובעים את צורת הגוף והאיברים ואת הקצב שבו יתפתחו? במחקר זה עסקנו בהתפתחות צמחים, ובפרט – במנגנונים הגנטיים המבקרים את הפעילות של אזור בצמח הנקרא "מֶרִיסְטֶמָה קודקודית". "מריסטמות" הן אזורים בצמח שבהם מתרחשות הגדילה וההתמיינות, כלומר – התפתחות של תאי-מוצא כוללניים לסוגים שונים וספציפיים של תאים. המריסטמה הקודקודית, כפי שמעיד שמה, היא המריסטמה הנמצאת ב"ראש" הצמח, כלומר בקצה העליון שלו. לצורך המחקר השתמשנו בצמח תודרנית לבנה (ארבידופסיס), צמח מודל מקובל מאוד, בין השאר בשל צמיחתו המהירה וממדיו הקטנים. בדקנו את תהליכי הבקרה על השלב הראשוני בהתפתחות העלים ועל התמיינות תאי-המוצא לסוגים שונים של תאים במריסטמה. כמו כן בדקנו את האינטראקציה בין המרכיבים השונים של מנגנוני הבקרה הגנטיים. בחנו גם את פעילותה של המריסטמה של הפרח, כלומר את אזור הגדילה שבו נוצר הפרח, ואת השפעת המנגנונים המבקרים את פעילותה על התפתחות איברי הפרח. המחקר הניב כמה וכמה ממצאים חדשים. זיהינו כי חלבון קולטן בשם קינאז ERECTA אחראי לבקרה על גודל המריסטמה, על ארגון נקודות ההיווצרות של עלים חדשים במריסטמה ועל סוגי התאים הנוצרים בהיקף המריסטמה. הראינו כי שלושה מסלולים גנטיים מבקרים את פעילותה של המריסטמה במקביל, ולא בזה אחר זה, וחשוב מכל – הראינו שכל אחד מהמסלולים משפיע בדרך אחרת על גודל המריסטמה ועל סדר נקודות ההיווצרות של העלים. בעוד שמסלול אחד מגדיל את מספר התאים הרוכשים זהות של תאי גזע, מסלול אחר מגביר את קצב חלוקות התאים בתאי המריסטמה. במסגרת המחקר, בנינו מערכת של צמחים מהונדסים גנטית המאפשרים לנו לזהות גנים המעורבים בבקרה על התמיינות באזור המריסטמה ובעלים המתפתחים. נוסף על כך, אספנו נתונים על פרופיל ביטוי הגנים בכל האזורים השונים במריסטמה: הגבול בין המריסטמה לנקודת ההיווצרות של עלה חדש; נקודת ההיווצרות של עלה; החלק העליון של עלה; החלק התחתון של עלה; שכבת החיפוי של העלה (האפידרמיס); וכדומה. נתונים אלה ישמשו את קהילת החוקרים למציאת חלבונים הפועלים יחד, כמו גם גנים שעוברים תהליכי בקרה דומים.