חדשות

מחקר בטכניון עמד על הגנטיקה הגמישה של המיקרוביום

חוקרים בטכניון גילו כיצד באמצעות השתנות גנטית הפיכה מתמודדים חיידקי המעי עם שינויים בסביבת המחיה שלהם

ד"ר נעמה גבע-זטורסקי (משמאל) והדוקטורנט נדב בן-אסא. "בין השאר מצאנו שינויים בסוכרים המקיפים את החיידק". צילום: הטכניון

כיצד מתמודדים חיידקי המעי עם שינויים החלים בסביבת המחיה שלהם? מסתבר שבאמצעות השתנות גנטית הפיכה, תכונה הממחישה את יכולה הגמישות של המיקרוביום. מחקר בנושא הזה בוצע בפקולטה לרפואה בטכניון בשיתוף עם עמיתים מאוניברסיטת הרווארד בבוסטון וממצאיו פורסמו לפני חודשיים ב-Nucleic Acids Research, כתב עת מדעי בהוצאת אוניברסיטת אוקספורד הבריטית. את פרויקט המחקר הובילו ד"ר נעמה גבע-זטורסקי והדוקטורנט נדב בן אסא.

החוקרים דיווחו: חיידקי המעי - אוכלוסיית אורגניזמים משמעותית ביותר במיקרוביום האנושי - התפתחו במשך מאות מיליוני שנים באבולוציה משותפת (co-evolution) עם האדם ועם אבותיו, עד שכיום איננו יכולים לחיות בלעדיהם. הם חיוניים לתפקודה התקין של המערכת החיסונית ולבריאותו של הגוף כולו. חיידקי המעי נדרשים להתמודד עם הדינמיות העצומה של המעי - עם שינויים מבניים, מכניים וכימיים המתרחשים בו ללא הרף. אחד המנגנונים המסייעים להם בכך הוא שינויים מהירים והפיכים בגנומים שלהם עצמם, בתגובה לגירוי חיצוני.

במחקר נבחן מנגנון זה באחד החיידקים הנפוצים במעי, Bacteroides fragilis, המסוגל להחליף אזורים מוגדרים ברצף הגנטי שלו. החוקרים התמקדו בתפקידה של יכולת זו להשפיע על הביטוי הגנטי של החיידק. לשם כך בחנו את הביטויים הגנטיים של אותם שינויים, המכונים שחלופים, ומצאו שינויים נרחבים בגנום החיידקי.

"בין השאר מצאנו שינויים בסוכרים המקיפים את החיידק", מסרה ד"ר גבע-זטורסקי. "הסוכרים האלה מהווים מעין תעודת זהות המסייעת לחיידק לנהל תקשורת עם הסביבה, ומסייעים למערכת החיסונית לזהות את סוג החיידק ולהגיב אליו. אנחנו משערים שהשינויים במעי משנים אותה 'תעודת זהות' ומאפשרים לתאי המעי להגיב לחיידק באופנים שונים".

השינויים הגנטיים ההפיכים מבוססים על שחלופים החלים באזורים בגנום שבמערכת המרכזית בחיידק עם השפעות נרחבות על הביטוי הגנטי של החיידק, כולל על מולקולות חיוניות שונות.

בעבודת המחקר נערכה אנליזה גנטית באמצעות SMRT – טכנולוגיה חדשנית של חברת פסיפיק ביוסיינסס (PacBio) שפותחה בעשור האחרון והיא מאפשרת למפות רצפים ארוכים במולקולות דנ"א ולזהות מודיפיקציות אפיגנטיות על מולקולות הדנ"א.

במערכת הנחקרת השפיעו השחלופים בגנום על מודיפיקציות גנטיות ועל הביטוי הגנטי של החיידק כולו. למערכת זו יש גם יכולות זיהוי של גורמים עוינים, כמו בקטריופאג'ים ובכך עוסק מחקר ההמשך המבוצע עתה.

נושאים קשורים:  ד"ר נעמה גבע-זטורסקי,  נדב בן אסא,  חיידקי המעי,  מחקר,  מיקרוביום,  חדשות
תגובות