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' ברוך רינקביץ'
ביולוגיה ימית
חקר ימים ואגמים לישראל
מדעי החיים והרפואה
תקופת המחקר
2017-2022

תרדמה תת-ימית

בעל חיים ימי מקבוצת האצטלניים, החי במושבות, שוקע בתרדמת קיץ או חורף – וגופו מתפרק כמעט לחלוטין. הגוף שב ונבנה במהירות כאשר תנאי הסביבה חוזרים להיות נוחים

נכתב ע''י ברוך רינקביץ', 15 אוק 2020

בעלי חיים רבים מסוגלים לשקוע בתרדמה ממושכת בעקבות שינויים בתנאי הסביבה. אחד הידועים שבהם הוא כמובן הדוב, אך התופעה הזאת מתועדת היטב בבעלי חיים רבים, יבשתיים וימיים, ובהם חולייתנים וחסרי חוליות. מצבי התרדמה האלה, הנקראים "טוֹרְפּוֹר", עשויים להתרחש מדי יממה או בעונה מסוימת ("תרדמת חורף" או "תרדמת קיץ"). מצבי התרדמה כרוכים במאפיינים פיזיולוגיים מובהקים, כמו מטבוליזם איטי מאוד או עצירה גמורה של תהליכי ההתפתחות, המאפשרים לבעלי חיים אלה לעמוד בתנאי סביבה קשים. אירועי תרדמה נרחבים מתרחשים גם במושבות של אצטלניים ימיים, קבוצה של בעלי חיים חסרי חוליות מפותחים, הקרובים לחולייתנים. מרשימה במיוחד היא התרדמה של האצטלן הים תיכוני בוטריל שדרתי (Botrylloides leachi), השוקע בתרדמת קיץ או בתרדמת חורף בעקבות עלייה או ירידה בטמפרטורות מי הים. תוצאות ראשוניות גילו כי כל מחזור של תרדמה/עוררות נחלק לשבעה שלבים נפרדים, המתבטאים בספיגה מהירה של כל יחידות המושבה למעין שיירים משוטחים של האצטלה (רב-סוכר ג'לטיני שקוף למחצה, שבו טבועות יחידות המושבה), המכילים כלי דם ועמוסים בתאי דם מרוכזים. עם אלה נמנים שני סוגים חדשים של תאי דם, שהתגלו לראשונה במחקר זה: תאים רב-גרעיניים ותאים המכילים חיידקים. אצטלן זה מתאים במיוחד לבדיקת ההיבטים התאיים והמולקולריים של עוררות ותרדמה (טורפור). המחקר המתואר כאן נועד להשיג 4 יעדים עיקריים: (א) זיהוי הגנים הספציפיים המתבטאים בשלבים השונים של תרדמה ועוררות; (ב) ניתוח הביטוי של גנים ספציפיים המווסתים פעילויות בשלבים מסוימים של תרדמה ועוררות; (ג) מעקב אחר תאי גזע ושושלותיהם לאורך כל תהליכי התרדמה והעוררות; (ד) חקר היווצרותם ותפקודם של התאים הרב-גרעיניים והתאים מכילי החיידקים, ובכלל זה ביטוי הגנים שלהם, בשלבים השונים של התרדמה והעוררות. תוצאות המחקר מראות כי התאים הרב-גרעיניים מופיעים לאורך התפתחות התרדמה, ונוצרים במהירות בהשפעת עקה סביבתית. התאים הרב-גרעיניים הם כנראה גם המקור לתאים המשתתפים בהתחדשות החיה המתעוררת מתרדמה. גם התאים מכילי החיידקים מופיעים אך ורק בשעת התרדמה ונוצרים במהירות בהשפעת עקה סביבתית. ניתוח מולקולרי הראה כי החיידקים שייכים לקבוצת ה-Endozoicomonas, קבוצת חיידקים החיה בשיתוף עם חסרי חוליות רבים. במסגרת המחקר נבדק ביטוי הגנים בתאים, וזוהו הגנים המשתתפים בכניסה לתרדמה וביציאה מתרדמה. בעזרת מיקרוסקופ אלקטרונים חודר הוכנו תמונות של שני סוגי התאים, שאפשרו להבחין בפרטים קטנים במבנה שלהם. מחקר זה סלל את הדרך להבנת התהליכים שבאמצעותם מושבות של בוטריל שדרתי נכנסות למצב של תרדמה ויוצאות ממנו. תופעת התרדמה (הטורפור) במין זה מתרחשת באמצעות תוכנית התפתחות מורכבת ומפתיעה. הטורפור במין זה הוא כללי וקיצוני בצורה יוצאת דופן; אין בעלי חיים מפותחים רבים שגופם נספג ונעלם באופן כה דרמטי במהלך תרדמת החורף, ואז שבים ורוכשים במהירות גוף של חיה פעילה – תהליך המעלה על דעתנו את עוף החול המיתולוגי. המחקר תיאר לראשונה מנגנונים מורפולוגיים, תאיים ומולקולריים מסוימים הקשורים בתרדמה ובעוררות, העשויים להוביל להבנות חדשות על התופעה המרתקת של הטורפור.

פורסם בתאריך - 05-אוקטובר-2020 - התכנים נכונים ליום הפרסום

מילות מפתח

Torpor
איצטלן ים תיכוני
תרדמת חורף
תאים רב-גרעיניים
תאים עם חיידקים
ביטוי גנים ספציפי
פורסם בתאריך - 05-אוקטובר-2020 - התכנים נכונים ליום הפרסום