מחקר בגובה העיניים
מחקר בגובה העיניים
עובדות ומספרים


אנזים מעורב, הבנוי גם מחלבונים וגם מרנ"א: מה תפקיד החלבונים וכיצד הם נקשרים ומתארגנים יחד?
אנזימים מקבוצה קטנה ומיוחדת מורכבים לא מחלבון בלבד – אלא גם מרנ"א. חקר של אנזים מסוג זה, הכולל לפחות 10 חלבונים שונים, לימד אותנו רבות על האנזימים האלה, המשתתפים בעיבוד ובביטוי של החומר התורשתי
רוב האנזימים – המולקולות המזרזות תהליכים בתא – הם חלבונים. האנזים RNase P הוא אחד מיוצאי הדופן: לצד המרכיב החלבוני, הוא כולל גם מולקולה של חומצת הגרעין רנ"א. בדומה לאנזימים אחרים הכוללים מולקולת רנ"א, אנזים זה מעורב בתהליך הייצור של חלבונים: הוא משתתף בעיבוד מולקולות רנ"א-מעביר (tRNA), המביאות את החומצות האמיניות הנכונות אל החלבון החדש ההולך ונוצר. כצפוי מחשיבותו של התהליך הזה, פעילותו של האנזים חשובה מאוד לתא. בחיידקים, אנזים זה מורכב מחלבון אחד, נוסף על הרנ"א. בבני אדם, לעומת זאת, האנזים מורכב מ-10 חלבונים שונים לפחות, הקשורים לרנ"א. כלומר, מדובר בקומפלקס גדול של רנ"א וחלבונים, שכל אחד מהם הוא תת-יחידה של האנזים השלם. עובדה מרתקת היא שדווקא תת-יחידת הרנ"א היא החלק הפעיל של האנזים, האחראי על החיתוך בפועל של המולקולה שאנזים זה פועל עליה – הרנ"א-המעביר. ממצא פורץ דרך זה בחקר אנזימים תואר לראשונה על ידי חתן פרס נובל סידני אלטמן (Altman) לפני יותר משלושה עשורים. למעשה, החלקים החלבוניים של האנזים רק מסייעים לפעילותו של רכיב הרנ"א. אך מדוע דרושים לאנזים חלבונים רבים כל כך, ומהם בדיוק תפקידיהם? במחקר הנוכחי זיהינו, אפיינו וחקרנו אחדות מתת-היחידות החלבוניות של אנזים זה הפועל בגרעיני התא של בני אדם. בפרט, בדקנו מהם תפקידיהן הספציפיים. לשם כך יצרנו תת-יחידות מהונדסות גנטית של האנזים, הפקנו כמויות גדולות שלהן בעזרת חיידקים, והשתמשנו בהן כדי לשחזר במבחנה את פעילות האנזים RNase P של האדם. המסקנה המרכזית שהפקנו מהעבודות האלה הייתה, שתת-היחידות החלבוניות מסייעות בקיפול רכיב הרנ"א הפעיל (הקטליטי) וכן בהכרת המולקולה שהאנזים פועל עליה (הסובסטרט). מטרה נוספת של עבודתנו הייתה לחקור את רשת הקשרים בין תת-היחידות של האנזים. הגענו להבנה טובה יותר של הקשרים האלה, ובעזרתה השגנו מידע חשוב על תהליך ההרכבה של האנזים. קיומה של רשת הקשרים הסבוכה בין תת-היחידות זכה לתמיכה ממחקר של אחרים, שהצליחו לאחרונה לפצח את המבנה של RNase P מנוקה מתאי אדם בעזרת מיקרוסקופ אלקטרונים קריוגני (Cryo-EM). האנזים RNase P של האדם הוא דוגמה מרתקת של אנזים הבנוי משילוב של חלבונים ורנ"א, ושל האבולוציה המולקולרית של אנזימים מסוג זה. חקר האנזים הזה מלמד אותנו הרבה על המשפחה ההולכת-וגדלה של אנזימים המשתתפים בביטוי ובעיבוד של החומר הגנטי של האדם.