התופעה הביולוגית הידועה כ"מוטציות שקטות" נתקלה במשך שנים רבות בהתעלמות מצד החוקרים, אך מחקר חדש מוכיח שאי אפשר להתעלם ממנה יותר.
מהי מוטציה שקטה?
מוטציה בגנום היא מקרה שבו בסיס אחד (אות אחת) ברצף הגנטי מוחלף באחר, למשל A ב-T או C ב-G. אם ההחלפה הזאת מתרחשת בתוך אזור בגנום שמקודד לחלבון, היא יכולה להשפיע על הרכב החומצות האמיניות של החלבון הנוצר, ולכן גם על תפקודו.
הסיבה לכך היא שכאשר התא יוצר את החלבון מתבצע תהליך תרגום שבו כל שלושה בסיסים מרצף הגן (נקראים גם "קודון") מוחלפים בחומצה אמינית אחת. הקודון AAG, לדוגמה, מתורגם לחומצה האמינית ליזין, ואילו הקודון CAG יוצר את החומצה האמינית גלוטמין. לאור זה די בהחלפה של אות אחת כדי לשנות את החומצה האמינית. בדוגמה שהבאנו למעלה, למשל, אם ה-A הראשונה עוברת מוטציה והופכת ל-C, החלבון שייווצר יכלול במקום הזה גלוטמין במקום ליזין.
מוטציה שקטה היא מוטציה שאינה גורמת לשינוי של החומצה האמינית בחלבון. הדבר הזה אפשרי שכן יש כמה קודונים שמפיקים את אותה חומצה אמינית. AGA ו-AGG, לדוגמה, מקודדים שניהם לרגינין, ולכן אם תתרחש מוטציה של הבסיס השלישי והוא ישתנה מ-A ל-G, זה לא ישפיע כלל על זהות החומצה האמינית.
למה התעלמו מהן עד היום?
עד כה הדעה הרווחת בביולוגיה הייתה שהעיקר הוא התוצר הסופי, כלומר רצף חומצות האמינו בחלבון הוא זה שיקבע את המבנה התלת-ממדי של החלבון ואת פעולתו. לכן, מוטציה שלא תשנה את רצף חומצות האמינו בחלבון לא תשפיע עליו.
מה הגילוי החדש?
חווה קמחי-צרפתי, חוקרת ישראלית במכון לחקר הסרטן במרילנד, ביצעה מחקר שבו היא חקרה את פעילותו של חלבון שכיח שמצוי בגופם של בני אדם ותפקידו להוציא רעלנים מהתא. במחקר השוו בין גרסה של החלבון שנוצר מגן תקין לגרסה של אותו חלבון שנוצר מגן שיש בו מוטציות שקטות. המחקר הראה בבירור שהחלבון שנוצר מהגן בעל המוטציות השקטות היה שונה מאחיו התקין. יתר על כן, החלבון שנוצר מהגן המוטנטי היה עמיד לתרופות שיודעות לעכב את החלבון הרגיל.
איך זה קורה?
ההשערה של קמחי-צרפתי היא שהמבנה של החלבון שנוצר מהגן בעל המוטציות השקטות שונה מעט מזה של החלבון הרגיל, מאחר שהקודון המוטנטי פחות שכיח מהקודון המצוי לאותה חומצה אמינית, ולכן התא זקוק לזמן רב יותר כדי לתרגם אותו. העיכוב הזה בתרגום גורם לחלבון להתקפל מעט אחרת – לא שינוי גדול, אך מספיק משמעותי כדי אפשר לחלבון לפתח עמידות לתרופות שקיימות היום.
למה זה חשוב?
תאים סרטניים שפיתחו עמידות לטיפול הכימותרפי, וגם מחלות רבות אחרות, עשויות להיות מושפעות מאוד ממוטציות כאלה. לאור הממצאים החדשים החוקרים צריכים להתבונן כעת מחדש בכל אותן מוטציות שעד כה התעלמו מהן ולתת להן את המשקל הראוי בבואנו להסביר תופעות ביולוגיות נראות.
מה עוד לא ברור?
עד כמה המוטציות האלה משפיעות באמת? האם גם בתוך המוטציות השקטות יש חלוקות לשקטות יותר ושקטות פחות? ומי יודע – אולי יש עוד תופעות שעד כה התעלמנו מהם מתוך ההנחה שהן לא משפיעות על התוצר הסופי, ובפועל השפעתן רבה?
אוהד מנור
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
