אילון שני

פרס קריל 2017
אוניברסיטת תל אביב 

ד"ר אילון שני 

תחום מחקר – מנגנונים מולקולריים וגנטיים בהובלת הורמונים של צמחים

הורמונים צמחיים הינם מולקולות סיגנל קטנות הנוצרות באופן טבעי בצמח ומבקרות את התפתחותו ותגובתו לסביבה. ההשפעה של הורמונים צמחיים הינה קריטית לתהליכים רבים בצמח וישנו שימוש גובר בהורמונים בחקלאות בכל העולם. דוגמה טובה לכך היא מניפולציה של ההורמון ג'יברלין המבקר תהליכים רבים בהתפתחות כמו נביטה, גדילה ומעבר לפריחה. שינויים גנטיים ביצור וחישה של הורמון זה בצמחים הביאו למהפכה הירוקה בשנות ה-60 ולעליה משמעותית ביבול של דגניים חשובים כמו חיטה, אורז ותירס. שלא כמו בבעלי חיים, צמחים פיתחו מערכת ייחודית המאפשרת שליטה מרחבית במרבית ההורמונים הטבעיים שלהם. הדוגמה הבולטת ביותר הינה ההעברה הקוטבית של ההורמון הצמחי אוקסין מתא לתא על ידי טרנספורטרים (נשאים) ממשפחת ה-PIN המבקרים את התפתחות הצמח. אולם, הבקרה המרחבית על שאר ההורמונים, כולל ההורמון ג'יברלין אינה ברורה.

על מנת ללמוד על מנגנוני ההובלה של ג'יברלין בצמחים אנו משלבים גישות גנטיות, כימיות ומולקולריות. הכנו מולקולות ג'יברלין מסומנות פלורוסנטית(fluorescently labeled GA)הפועלות בצמחים כמו ההורמון הטבעי ונקשרות לרצפטור (קולטן) כמו ההורמון הטבעי. השתמשנו במולקולות אלו ללמוד על אזורי ההצטברות של ההורמון בשורש ומצאנו כי ההורמון המסומן מצטבר בתאים ספציפיים בשורש (תאי אנדודרמיס),

הצטברות תלוית אנרגיה וטמפרטורה. בנוסף, בסריקות גנטיות שערכנו מצאנו טרנספורטר ראשון להורמון ג'יברלין בצמחים. אנו מראים כי הטרנספורטר מתבטא בתאים ספציפיים בצמח וממוקם על ממברנת התא על מנת להכניס (import)ולצבור ג'יברלין בתאים אלו. אנו מראים כי החלבון יכול להוביל ג'יברלין בצמחים וגם במערכות הטרולוגיות של Xenopus oocytes)ביציות צפרדעים(.

כיום, אנו משלבים גישות גנומיות של genome editing. גישות מתקדמות אלו מאפשרות להתמודד עם המורכבות של הגנום הצמחי על-ידי שינוי פעילות של קבוצות גנים שלמות ובכך לעזור לנו להבין את פעילותן. פגיעה בפעילות של 7 גנים בו זמנית ממשפחת הטרנספורטר לג'יברלין בעגבנייה מלמדת כי החלבונים הללו שמורים אבולוציונית וחשובים להתפתחות הצמח. היכולת שלנו כחוקרים היום לשלוט בצורה כה גבוהה בגנום הצמח מכילה פוטנציאל עצום להבנת מנגנונים מולקולריים בסיסיים ולשיפור תוצרת חקלאית בעתיד.

זוכי פרס קריל

// order posts by year $posts_by_year;