במשך כמעט 60 שנה, מדענים לא הצליחו להבין מהו תפקידם של צרורות סיבים שנמצאו צפים בתאי ביצים של יונקים. מחקר שפורסם בכתב העת Cell בשבוע שעבר, מגלה שסיבים אלה, הידועים כסריגים ציטופלזמיים, הם אתרי אחסון של חלבונים רבים החיוניים להתפתחות מוקדמת של העובר. התגלית, שעליה נכתב ב-Nature, יכולה להסביר עקרות בנשים שבביציותיהן אין כלל סיבים.
עוד בעניין דומה
"להרבה מהחלבונים האלה יש תפקידים חשובים לעובר המוקדם", אומרת מלינה שוך (Schuh), ביוכימאית במכון מקס פלנק למדעים רב-תחומיים בגטינגן, גרמניה, מחברת המאמר. לדבריה, לא נראתה מערכת אחסון חלבון כזו בתאי יונקים בעבר: "זהו מנגנון שונה מאוד וייחודי."
סריג ציטופלזמה תועד לראשונה בשנות ה-60 באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני ונראה כיריעות שטוחות של סיבים שנערמו סביב הגרעין. עתה, באמצעות טומוגרפיה קריו-אלקטרונית, טכניקת מיקרוסקופיה שבה הדגימה מוקפאת ונסרקת, גילו החוקרים שהסריגים אינם יריעות אלא יותר צרור.
החוקרים צילמו תאי ביצית עכברים, הנקראים אואוציטים, ברזולוציה של 30 אונגסטרום - בערך באורך של פיתול אחד של מולקולת דנ"א בתלת מימד, כל סיב של הסריג הציטופלסמי היה בממוצע באורך 7,000 אונגסטרום ורוחבו 1,000 אונגסטרום, ומורכב מפילמנטים (חוטים) אליפטיים שנערמו יחד בצורה מדורגת. "הערימה המדורגת מגדילה את שטח הפנים לאחסון חלבון ובכל סיב היו בין חמישה ל-40 חוטים", תיארו החוקרים.
סקוט קונרוד, ביולוג במכון בייקר לבריאות בעלי חיים באוניברסיטת קורנל באיתקה, ניו יורק, אומר ש"המאמר חושף את היסודות המולקולריים של סריגי ציטופלזמה ומראה עד כמה הם חיוניים בעובר המוקדם." לדבריו, המחקר מספק את הניתוח המבני הראשון ברזולוציה גבוהה של חוטים אלה.
הממצאים מספקים תובנה חדשה לגבי התפתחות העובר. ביציות בוגרות מכילות חומר שמקורו באם, שבו הן משתמשות כדי להתחלק ולגדול לאחר ההפריה. ייתכן שביצית לא תופרה מיד עם התבגרות, ולכן החומר מאוחסן. הבעיה היא שכיוון שלכל התאים, כולל ביציות, יש תהליכים שמפרקים וממחזרים חלבונים שאינם בשימוש, ייתכן שהביצית פותרת בעיה זו על ידי הצמדת חלבונים לסריג הציטופלזמה, שבו לא קורה תהליך המיחזור.
כדי לזהות ממה מורכב הסריג הציטופלזמי, השתמשו החוקרים במיקרוסקופ הרחבה, טכניקה חדשה המאפשרת להגדיל פיזית תאים גדולים ומורכבים, כמו ביציות, ולצלם בפרטי פרטים באמצעות מיקרוסקופי פלואורסצנטי רגיל. הם גילו שהפילמנטים מורכבים כנראה מכמה חלבונים ובין היתר גם מהחלבונים PADI6 ו-SCMC. "השבתת הגנים המייצרים את החלבונים PADI6 ו-SCMC שיבשה את הסריגים הציטופלזמיים ואת אחסון החלבון, והביאה לעוברים שאינם יכולים להתפתח", מסבירה שוך.
הירויקי ססאקי (Hiroyuki Sasaki), גנטיקאי מאוניברסיטת קיושו בפוקואוקה, יפן, אומר שהמחקר מראה שחלבוני PADI6 ו-SCMC מופצים בכל התא. מדענים חשבו בעבר שהחלבונים נמצאים רק קרוב לממברנה החיצונית.
הצוות אישר שהממצאים מתאימים גם לביציות של בני אדם, ממצא שמספק הסבר לצורות מסוימות של אי פוריות. ביציות מופרות אצל נשים שיש להן מוטציות בגנים אלה בדרך כלל אינן מתקדמות מעבר לחלוקה הראשונה וגם הפריה חוץ גופית לא תעזור. לדברי החוקרים, הידיעה ש-IVF אינה אופציה למי שיש את המוטציות האלו היא מידע יקר ערך שיכול לחסוך ממטופלות את מחזורי ההפריה החוץ גופית".
הירשמו לקבלת עדכונים בנושאים שעלו בכתבה
