ארז לבנון

זוכה פרס קריל 2012

ד"ר ארז לבנון (Dr. Erez Levanon)
אוניבריטת בר אילן

תחומי מחקר:

הפלסטיות של המידע הנונמי.

בדומה להרבה  מכשירים אלקטרוניים  בימינו- גם לתאים אנושיים יש "דיסק" ומערכת הפעלה.  בכל אחד מטריליוני התאים שבגופנו ישנה מולקולה מדהימה במורכבותה –דנ"א, שמאחסנת את המידע אשר קובעת את עתידו ההתפתחותי של כל תא ואת תפקודו באין ספור מצבים שונים. באופן מפתיע, האינפורמציה כולה מקודדת ב 3 מיליארד ביטים (המיוצגים ע"י 4 אותיות A,C,G,T) , בערך בסדר הגודל של אינפורמציה של  סרט. מנגנונים מורכבים להפליא עוסקים בשמירה על הדיוק של המידע ומניעת שגיאות- תקלות במנגנונים הללו עשויות להוביל לפעילות לא מבוקרת של התא ואף לסרטן. בכדי להוציא מן הכוח אל הפועל את ההוראות שמקודדות בדנ"א  (הגנום) מועתקים מקטעי דנ"א (גנים) למולקולה מתווכת שנקראת רנ"א שבתורה נכנסת ל"מפעל" תוך תאי (ריבוזום) אשר מפענח את ההוראות ובונה חלבונים על פיהם.

מקובל לחשוב שהאינפורמציה שמכילה מולקולת ה-רנ"א זהה בכל למקור שלה  בדנ"א. אולם, בשנים האחרונות התברר שישנם מנגנונים תוך תאיים שיכולים לשכתב את הכתוב ולהחליף אות אחת באחרת.  מנגנון  עריכה זה מוביל לפוטנציאל מורכבות עצום של המידע הגנומי מכיוון שמספר מולקולות הרנ"א שיכולות להיווצר מגן בודד הוא פונקציה מעריכית של מספר אתרי העריכה בגן.   להפתעתנו, מתברר שמנגנון זה נפוץ בעיקר באדם (ובשאר הקופים) עקב נוכחות של אלמנטים גנטיים ייחודיים בגנום שמועדים לעבור עריכה.  בנוסף, מסתבר שהרקמה בה מנגנון העריכה הוא הפעיל ביותר היא המח, ומנגנון העריכה חיוני  בתפקודים בסיסים בנוירונים ומעורב במספר מחלות קשורות.

פרדיגמה נוספת בנוגע ליציבות המידע הגנומי גורסת שלמעט טעויות מקריות (מוטציות), הדנ"א בכל התאים בגוף זהה.  אולם, יש לזכור שלמעלה מחמישים אחוז מהגנום האנושי מורכב משרידי וירוסים שהדביקו את הגנום  בעבר.  חלק קטן מאלמנטים אלו שימר את היכולת לשכפל את עצמו וכך  יכול לייצור שונות בין התאים. בכדי להילחם בוירוסים, פנימיים וחיצוניים, יש בתאים מנגנונים שמזהים מולקולות דנ"א שמקורם בוירוסים ומנסים לפגוע בהם ע"י עריכה מסיבית של המידע הגנטי שלהם ובכך לשבשו לחלוטין. מעבר לתצפית באירועי כניסה חדשים של וירוסים לגנום, זיהינו במעבדה שלתהליך זה יש תופעת לוואי מרתקת- הוא עשוי להוביל להאצה דרמטית של האבולוציה. במקום התהליך האיטי והאקראי של יצירת מוטציות, שרק בצרוף מקרים נדיר יכול להוביל בסופו של דבר ליצירת רצף עם פונקציה חדשה, אירועי העריכה המסיביים של אלמנטים ממקור ויראלי משמשים קרקע פורייה לחדשנות אבולוציונית בקצב מהיר.  מנגנונים אלו ,שמובילים להבנה שהמידע  הגנומי אינו סטטי  הם מוקד המחקר של קבוצתנו.

זוכי פרס קריל

// order posts by year $posts_by_year;