הגנטיקה של השינוע

טיפול בפסולת הוא נושא בעל חשיבות עליונה בכל מקום, אך בתוך תאים הוא עשוי להיות עניין של חיים ומוות. כאשר פח זבל מולקולרי, אשר אמור להגן על התא מפני נזק, עולה על גדותיו, עלול הדבר להוביל לאסון. מחקר שנעשה במכוןויצמן למדע, והתפרסם בכתב-העת Journal of Cell Biology, גילה שזהו בדיוק המצב במחלת באטן, מחלה נדירה אך קטלנית הגורמת לניוון תאי עצב, שסימניה הראשונים מתגלים בילדות. התגלית עשויה להוביל לפיתוח דרכים לטפל במחלה.

אצל החולים במחלת באטן מצטבר בתאי העצב במוח פיגמנט צהוב בלתי- מסיס אשר גורם להתנוונותם של תאים אלה, ובהמשך למותם. החולים הופכים בהדרגה לנכים, מאבדים את הראייה ואת כושר התנועה, וסובלים מבעיות קוגניטיביות. הם מתים בגיל צעיר, בדרך כלל לא יאוחר משנות העשרים המוקדמות
לחייהם. זה זמן רב ידוע, כי המחלה נגרמת על-ידי מוטציה בגן הקרוי CLN3, אך תפקידו של גן זה בתא לא היה ידוע עד כה. במחקר החדש גילו מדעני מכון ויצמן את תפקידו של הגן בתא, וכך סיפקו הסבר למהלך המולקולרי של מחלת באטן.

המחקר נעשה במעבדתו של פרופ' ג'פרי גרסט מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית, על-ידי רחל קמה והחוקרת הבתר-דוקטוריאלית ד"ר וידהי קאנגנטי,בשיתוף עם פרופ' כריסטיאן אונגרמן מאוניברסיטת אוסנברוק שבגרמניה. כל הניסויים נעשו בשמרים, אך הם רלוונטיים לבני אדם החולים במחלת באטן, מפני שהגן שמקביל ל-CLN3 בשמרים נשמר לאורך האבולוציה ללא שינוי כמעט.

למעשה, הגן המצוי בשמרים דומה כל כך לזה של היונקים, עד שהחדרת עותק תקין של CLN3 שמקורו ביונקים לשמרים בהם הגן חסר, גרמה לכך שתא השמר חזר לפעילות תקינה החוקרים הראו, שגן השמרים המקביל ל-CLN3 מעורב בהובלת החלבונים בתא. הגן מפעיל אנזים מסוים ממשפחת הקינזות, ואנזים זה, כשלעצמו, גורם סדרה של תמורות מולקולריות השולטות בשינוע החלבונים. כאשר מתחוללת מוטציה בגן CLN3 של השמרים, השינוע משתבש. כתוצאה מכך, במקום להגיע ליעדם, מצטברים חלבונים מסוימים בליזוזום, המשמש כמערכת מיחזור הפסולת של התא.

כאשר מתמלא הליזוזום בפסולת וגולש על גדותיו, מופרעים העברת האותות ותהליכים חיוניים אחרים בתוך תא העצב - דבר שגורם מוות איטי אך בטוח של תא העצב. מחקר רב דרוש עדיין עד שממצאים אלה יתורגמו לשיטות ריפוי עבור חולים במחלת באטן, אך גילוי מנגנון הפעולה של ה-CLN3 הוא צעד חשוב בפיתוח טיפול יעיל במחלה. החלפת הגן המוטנטי CLN3 בכל תאי העצב הפגועים במוח עשויה להיות משימה כמעט בלתי-אפשרית, אך ייתכן שניתן לנקוט גישה עקיפה ופשוטה יותר - לדוגמה, באמצעות מתן תרופה שתפעיל את אנזים הקינאז, ללא תלות בגן הפגום.