הישג מחקרי יוצא דופן לחוקרים מהמכון לחקר הסרטן בשיבא: נחשפה רמה נוספת של מידע גנטי. כתב העת המדעי היוקרתי Nature פרסם השבוע כמאמר ראשי את ממצאי החוקרים בראשות פרופ' גידי רכבי. לתגלית יכולות להיות משמעויות יישומיות רבות: המנגנון שנחשף מבקר את ביטויים של אלפי גנים בתא האנושי והבנתו עשויה לאפשר זיהוי הבסיס למצבי מחלה ובעתיד להוליך להתערבות טיפולית
קבוצת חוקרים מהמכון לחקר הסרטן במרכז הרפואי שיבא חשפה לראשונה רמה נוספת של מידע גנטי. התפיסה הבסיסית בביולוגיה גורסת שהמידע הגנטי בתאינו מקודד ברצף הדנ"א. רצפי הדנ"א משועתקים למולקולות רנ"א המתורגמות בתורן ליצירת חלבונים.
קבוצת החוקרים, בראשות פרופ' גדעון רכבי, פיתחה שיטה מתקדמת לזיהוי ומיפוי שינוי כימי (מתילציה) המצוי על גבי מולקולות רנ"א המקודדת מידע נוסף לזה שבקוד הגנטי המוכר בן ארבע האותיות. השיטה מבוססת על נוגדן המזהה את השינוי הייחודי בשילוב טכנולוגיה חדשנית לקביעת הרצף של מיליוני מולקולות רנ"א הנושאות אותה.
המחקר התפרסם בראשית השבוע בכתב העת המדעי היוקרתי Nature כמאמר ראשי. הוא מסכם את עבודתם של הדוקטורנט דן דומיניסיני, החוקרות דר' שרון מושקוביץ, דר' נינט אמריליו, דר' שלמון-דיבון, יסמין יעקב, קרן צסרקס והתלמיד סיון אוסנברג ממרכז חקר הסרטן בשיבא. העבודה בוצעה בשיתוף עם חוקרים ממכון וייצמן (דר' רותם שורק ותלמידו שרגא שוורץ) וחוקרים מאוניברסיטת תל-אביב (פרופ' מרטין קופיק ותלמידו ליאור אונגר).
השיטה שפותחה אפשרה לראשונה מיפוי מלא של הגנום לזיהוי האתרים שנושאים את השייר הכימי וחשפה שמיקומם אינו אקראי: התגלו עשרות אלפי אתרים באזורים להם חשיבות ידועה בביטוי הגנים על גבי מולקולות הרנ"א. נמצא כי מרבית הגנים המתבטאים בתא נושאים שינוי זה.
החוקרים השוו בהמשך את הדפוס שהתגלה באדם לזה שבעכבר ומצאו שימור אבולוציוני מרשים, דבר המעיד על חשיבות וכלליות המנגנון. נמצא שרמה זו של אינפורמציה חיונית לשרידותו של התא, וביטול הפעילות גרם למותם של התאים. ניסויים נוספים הראו שינויים בתגובה לתנאי סביבה משתנים. הוכח שהמנגנון חשוב לבקרת עיבוד והבשלת מולקולות הרנ"א. החוקרים אף אפיינו קבוצה של חלבונים הנקשרים ספציפית לרנ"א שעבר את השינוי ומשמשים לבקרת התהליכים התאיים.
פרוייקט הגנום האנושי הפתיע את העולם המדעי כאשר התברר שמספר הגנים באדם קטן בהרבה ממה ששוער על-סמך מורכבות התאים, הרקמות והאורגניזם בכללותו. בשנים האחרונות מתברר שבנוסף למידע הגנטי המקודד ברצף הדנ"א קיימות רמות נוספות של בקרה הקרויות בשם הכולל 'אפיגנטיקה' ("מעבר לגנום"). מנגנוני בקרה אלו מאפשרים יצירת מגוון עצום של חלבונים ובקרה מדויקת של ביטויים.
המנגנונים האפיגנטיים שנחקרו היטב בשנים האחרונות לימדו כיצד שינויים כימיים של דנ"א וחלבונים תורמים ליצירת מורכבות ביטוי הגנים. העבודה הנוכחית חושפת לראשונה מנגנון חדש וכללי שבו שינוי ספציפי של רנ"א מבקר ביטויים של אלפי גנים ופותח צוהר לזיהוי וחקר תפקידם של השינויים הכימיים הרבים, למעלה ממאה, הקיימים ברנ"א.
מעבר לחשיבות התגלית הבסיסית, לעבודה יכולות להיות משמעויות יישומיות רבות. שיבוש בקרת ביטוי גנים בתהליכי מחלה שונים יכול לנבוע מפגיעה במנגנון ויסות המתילציה. מצבי מחלה, דוגמת סרטן או ניוון מוחי, הנגרמים ממוטציה בדנ"א קשים לטיפול כיוון שהנזק לדנ"א הוא בלתי-הפיך.
שינויים אפיגנטיים לעומת זאת קלים יותר ל'תיקון'. חשיפת המנגנון החדש היא משום כך בעלת פוטנציאל ליישום טיפולי. לדוגמה, אנזים שנמצא מעורב בויסות מתילציית הרנ"א ידוע מזה מספר שנים כחלבון מפתח בתהליכי השמנה ותסמונת מטבולית. המחקר החדש יאפשר בחינת התערבות טיפולית במצבים אלה.
