נטלי אליה חרותי

פרס קריל 2015
אונ' בן גוריון בנגב

נטלי אליה חרותי (Natalie Elia Herooty)

שם המחקר:
פענוח מנגנון חלבוני ה – ESCRT בחלוקה תאית תוך שימוש בשיטות מיקרוסקופיה בסופר רזולוציה.

למדתי תואר ראשון במדעי החיים באוניברסיטה העברית בירושלים. ההבנה כי יש עוד כל כך הרבה שאלות פתוחות במדע משכו אותי כבר בשלבים הראשונים ולכן המשכתי לתואר שני ושלישי במעבדה של פרופ' צבי זלינגר ז"ל במחלקה לכימיה ביולוגית במכון למדעי החיים באוניברסיטה העברית. בתקופה זו עסקתי בהבנת החשיבות של מיקומם התוך תאי של חלבוני G להעברת האינפורמציה במערכת הראיה. בעבודה זו מצאתי כי חלבוני G משנים את מיקומם התאי ממברנת התא אל הציטוזול (תוך התא) ובכך מווסתים את הרגישות לאור בתאי הפוטורצפטור.

בתום לימודי הדוקטורט המשכתי ללימודי פוסט דוקטורט בארה"ב במעבדה של ג'ניפר ליפינקוט שוורץ ב National Institutes of Health (NIH). בלימודי הפוסט דוקטורט עברתי לחקור תהליכים תאיים ברמת התא הבודד. לשם כך התמחיתי בשיטות מיקרוסקופיה מתקדמות המאפשרות לעקוב אחרי תנועה של חלבונים בתאים חיים באופן כמותי ובשיטות מיקרוסקופיה חדשניות בהן ניתן לפתור מבנים של קומפלקסים חלבוניים גדולים בתאים (מיקרוספיה בסופר-רזולוציה). ע"י שימוש בשיטות אלה פענחתי את המנגנון בו שני תאים נפרדים פיזית זה מזב אחד מהשני בסוף תהליך החלוקה התאית והראיתי כי התהליך מתווך ע"י משפחת חלבוני ה ESCRT.

חלבוני ה ESCRT הם משפחה של חלבונים המתגייסים לממברנות תאיות על מנת לבצע פעולה של כיפוף וחיתוך של הממברנה. תהליכים מסוג זה עומדים בבסיסן של פונקציות תאיות מרכזיות. לדוגמא, חלבוני ה ESCRT מהווים חלק חשוב בסילוק של קולטנים (רצפטורים) ממברנליים מהממברנה ושליחתם לפירוק בתוך התא. בנוסף, מערכות ויראליות שונות משתמשות בחלבוני ה ESCRT על מנת להנץ החוצה מתאים מודבקים לצורך הדבקה של תאים נוספים ברקמה. לכן, להבנת מנגנון הפעילות של חלבונים אלו חשיבות רבה להבנת מגוון רחב של תהליכים תאיים.

המנגנון שאנו מציעים כיום לפעולתם של חלבוני ה ESCRT הוא שחלבוני ה ESCRT מתארגנים על הממברנה ליצירה של ספירלה שהולכת ומתהדקת. התהדקות הספירלה גורמת להיצרות של הממברנה ובסופו של דבר לחיתוך שלה בתהליך הדורש פירוק של ATP. כתוצאה מכך נפרדים התאים זה מזה והפכים לשני תאים נפרדים ועצמאיים. מנגנון זה עדיין לא מוכח לגמריי ועדיין קיימות מגוון שאלות פתוחות לגביו.

משנת 2012 אני חברת סגל במחלקה למדעי החיים באוניברסיטת בן גוריון הנגב. במעבדה אנחנו ממשיכים לחקור את מנגנון חלבוני ה ESCRTואת הבקרה עליו בחלוקה תאית ובתהליכים תאיים אחרים על ידי שימוש בשיטות מיקרוסקופיה מתקדמות. במקביל, על מנת שנוכל לשאול שאלות יותר ספציפיות בתאים חיים ועל מנת לקבל תמונה יותר מציאותית ופסיולוגית של התהליכים אותם אנו מתעדים אנו מתפחים כלים ושיטות חדשות במיקרוסקופיית אור. אנו מאמינים כי קיום של קשר הדוק בין פיתוח שיטות חדשות לבין מאמץ לפתרון בעיות ביולוגית יביא אותנו לממצאים משמעותיים שיעזרו לנו בהבנת המנגנונים אותם אנו חוקרים ובאותה עת יספקו לקהילה המדעית כלים שימושיים לענות על מגוון רחב של שאלות ביולוגיות בתאים חיים.

לאחרונה אפיינו במעבדה אסטרטגיה חדשה לעיכוב חלבוני ה ESCRT בתאים חיים. בעבודה ז והראנו כי הוספה שלפוליפפטיד ספציפי באורך של 42 חומצות אמינו מוביל לעיכוב חלוקה תאית שמוביל בסופו של דבר למוות של התאים. מאחר ועד כה כמעט לא אופיינו מעכבים למסלול זה אנו מאמינים כי ממצא זה יוביל לתגליות חדשות לגבי תפקידם התאי של חלבוני ה ESCRT בתאים.

בפרוייקט נוסף במעבדה אנו חוקרים את תפקידם של חלבוני ה ESCRT בהתפתחות עוברית. עבודה זאת מתבצעת תוך שימוש במערכת המודל של דג הזברה (Zebra fish). בנוסף, לאחרונה מצאנו כי חלבוני ה ESCRTמעורבים בהתפתחות אברון הסיליה בתאים (אברוןהמשמש לחישה של התווך החוץ תאי בתאי אפיתל) ואנו עובדים על מנת לאפיין את התהליך ברמה המולקולרית.

שיטות שאנו מפתחים במעבדה כוללת פיתוח אסטרטגיות חדשות לסימון חלבונים בתאים חיים ופיתוח שיטות לאינטגרציה של נתונים משיטות מיקרוסקופיה שונות.

זוכי פרס קריל

// order posts by year $posts_by_year;