أول من اكتشف كيف تموت البروتينات

اهتمام عالمي بأبحاث الفائزين بجائزة لاسكر من التخنيون

بواسطة تمارا تروبمان
تصوير: أفيحاي نيتسان
البروفيسور أهارون تشيشانوفر والبروفيسور أبراهام هيرشكو، أمس في التخنيون

أقيم يوم أمس في التخنيون في حيفا حفل استقبال للباحثين الإسرائيليين اللذين فازا مؤخراً بجائزة "لاسكار" للبحث الأساسي في الطب - البروفيسور أبراهام هيرشكو والبروفيسور أهارون تشاتشانوفر، وكلاهما من كلية الطب في التخنيون.

اكتشف الاثنان - مع البروفيسور ألكسندر فارشافسكي، من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتيك) الذي فاز بالجائزة معهم - في عمل بحثي طويل الأمد أن البروتينات الموجودة في الجسم المعدة للتحلل تتميز ببروتين يسمى يوبيكويتين. واعتبر أعضاء لجنة الجائزة أن اكتشافاتهم ذات أهمية كبيرة.

تعتبر جائزة لاسكر، التي تمنحها مؤسسة لاسكر الأمريكية، من قبل العلماء من أعرق الجوائز في العالم. وفي الطب، تعتبر في المرتبة الثانية من حيث الأهمية بعد جائزة نوبل. منذ أن أصبح معروفًا فوز الاثنين، غالبًا ما يستشهد الأشخاص في المجتمع العلمي بإحصائيات جوائز لاسكر، والتي تظهر أنه في السنوات الأخيرة، فاز معظم الفائزين بجائزة لاسكر أيضًا بجائزة نوبل بعد بضع سنوات.

تتحلل بروتينات الجسم طوال الوقت وتتشكل بروتينات جديدة مكانها. للتوضيح، كل أسبوع ونصف يتم استبدال جميع البروتينات الموجودة في الجسم تقريبًا بالبروتينات
واحد جديد تعتبر عملية الاستبدال ذات أهمية حاسمة في نمو الجنين، وفي تكاثر الخلايا، وفي التخلص من البروتينات التالفة وفي الحفاظ على النشاط الطبيعي للجسم. يلتصق بروتين اليوبيكويتين بالبروتينات ويعمل بمثابة "إشارة الموت"، مما يشير إلى أن الوقت قد حان لبروتين معين ليتحلل ويموت.

ويقول البروفيسور حاييم كاهانا، من قسم علم الوراثة الجزيئية في معهد وايزمان: "إن مساهمتهم أساسية". "لقد أسسوا هذا المجال حقًا. أعتقد أنهم أحد الباحثين القلائل في إسرائيل الذين فتحوا بالفعل مجالًا علميًا يعد اليوم واحدًا من أكثر المجالات مركزية."

بناءً على أبحاث البروفيسور هيرشكو والبروفيسور تشاخانوفر، تم اكتشافه على مر السنين
هذا الأخير لأن الاضطرابات في عمل نظام يوبيكويتين تلعب دورًا مهمًا في التسبب في مجموعة واسعة من الأمراض التي تتراوح من السرطان إلى العمليات الالتهابية والربو وارتفاع ضغط الدم - كما يقول البروفيسور يانون بن ناريا، من مركز لوتنبرغ لعلم المناعة في المدرسة الطب في الجامعة العبرية وهداسا.

تقوم شركات الأدوية الكبرى والعلماء في جميع أنحاء العالم حاليًا بالتحقيق في نظام اليوبيكويتين، على أمل إيجاد طرق جديدة وأكثر فعالية لعلاج السرطان والربو. ومن الممكن أنه بهذه الطريقة سيتم العثور على طرق تسبب آثارًا جانبية أقل، لأنه سيكون من الممكن علاج الجذر الجزيئي للمرض فقط. يقول البروفيسور تشاشانوفر إن احتمال العثور على علاج لسرطان عنق الرحم يبدو مشجعًا بشكل خاص - حيث يلعب اليوبيكويتين، على ما يبدو، دورًا حاسمًا.

يقول ريتشارد كولكا، أستاذ الكيمياء الحيوية في الجامعة العبرية: "في أوائل الثمانينيات، كان هناك أقل من عشر مقالات علمية سنويًا حول هذا الموضوع. أما اليوم فهناك آلاف المقالات سنويًا - مما يدل على الاهتمام الهائل".

ووفقا له، كانت آلية انهيار البروتين في الخلية مشكلة لم يتم حلها لفترة طويلة. "من المفارقة أن عملية إنتاج البروتين، والتي تبدو عملية أكثر تعقيدًا، تم حلها لفترة طويلة قبل أن يفهموا كيفية تحلل البروتينات." في نهاية الستينيات، عندما بدأ البحث، كان معظم العلماء مهتمين فعليًا بعملية صنع البروتينات، وليس بتفكيكها. يقول هيرشكو: "ربما كانت هناك حاجة إلى القليل من الشجاعة لاستكشاف شيء لم يكن في الموضة".

البروتينات هي عمال الجسم: على سبيل المثال، تخبر الخلايا متى تولد ومتى تموت، وتحلل الطعام وتحوله إلى طاقة، وتنقل الإشارات بين الخلايا، وتعطي مرونة الجلد والعينين لونها. ومع ذلك، عندما يتم إنتاج بروتين معيب، أو عند تلفه، على سبيل المثال نتيجة لأشعة الشمس أو تلوث الهواء، فإنه لا يؤدي وظيفته بشكل صحيح أو لا يؤديها على الإطلاق وبالتالي قد يسبب المرض. وفي مثل هذه الحالات يحتاج الجسم إلى آلية لتدمير البروتين التالف، بحيث لا يتعارض مع النشاط الطبيعي للجسم.

تلعب البروتينات أيضًا دورًا أساسيًا آخر وهو التحكم في ثقافة الخلية. آلية التحكم المعقدة هي المسؤولة عن الثقافة وإيقاف زراعة الخلايا، والتي تعمل بتوقيت دقيق للغاية - أي انحراف في التوقيت يمكن أن يسبب المرض. وحتى لا تستمر الخلايا وتتكاثر دون سيطرة - ويتكون ورم سرطاني - هناك بروتينات تعمل بمثابة "الفرامل" التي تمنع زراعة الخلايا. لكن عندما تكون زراعة الخلايا ضرورية، على سبيل المثال، أثناء الالتهاب الناجم عن عدوى ما، تبدأ جزيئات اليوبيكويتين بالتراكم على البروتينات "الكابحة" في خلايا الدم البيضاء (خلايا الجهاز المناعي)، وترسل إشارة لها بأن هذه البروتينات يجب أن تكون مستبعد. وبعد ذلك، لفترة قصيرة، تتكاثر خلايا الدم البيضاء بسرعة وتقاوم العدوى.

من الدراسات الأولية، هناك احتمال أن يلعب اليوبيكويتين أيضًا دورًا مهمًا في تنشيط الجهاز المناعي: فهو يشير إلى الإنزيمات للقضاء على جزء من بروتين يسمى - NF-kB، يشير هذا الجزء إلى الجهاز المناعي للعمل ضد الضيوف غير المرغوب فيهم. التي غزت الجسم.

لا يتعرف اليوبيكويتين على البروتينات التي يجب تكسيرها. أنت تعمل
ويتم الكشف عن طريق نظام كامل من الإنزيمات، والذي يشبهه البروفيسور تشاخانوفر بالنظارات. تتبعهم، تصل جزيئات اليوبيكويتين إلى مكان الحادث، وتتراكم في سلسلة فوق البروتين، وتطبع عليها علامة الموت، مما يشير إلى غرفة مقاصة البروتين في الخلية، البروتياز، لتكسير البروتين. أثناء التحلل، تنفصل جزيئات اليوبيكويتين وتتحول لإصدار أحكام الإعدام على بروتينات أخرى.

يقول البروفيسور تشاتشانوفر إنه عندما يحين وقت موت اليوبيكويتين، فإنه على الأرجح يتميز بوجود اليوبيكويتين الذي يعيش. ويشير إلى أن هذه العملية لم يتم فك رموزها بالكامل بعد، وهي الآن موضوع بحث رائع.
{ظهر في صحيفة هآرتس بتاريخ 31/10/2000{

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~302141170~~~246&SiteName=hayadan