Prions: מה אנחנו יודעים על סנאים להרוג
חלבון - חומר הבניין העיקרי של הגוף וכן מרכיב קבוע של תזונה בריאה. למרות הסנאים תמיד מודאגים החוקרים, היום את תשומת הלב של אלה עברה למינים מיוחדים, פריונים. באינטרנט כפי שהם פשוט לא קוראים: "רוצח אידיאלי", "המפתח אלמוות," ואפילו "מולקולה זומבי." הקהילה המדעית תוהה כיצד להשתמש בחלבונים שיכולים במהירות להרוס את המוח, באופן בלתי נמנע, לטובת האנושות. החלטנו להבין מה הם פריונים, ושאל את המומחים מה חלבונים הרוצח יכול להיות שימושי עבור בני אדם.
למה לדבר עליהם
פריונים החלו ללמוד, כי הם היו הגורם למחלות נדירות, אך מסוכנות מאוד של בני אדם ובעלי חיים. ביניהם היא מה שנקרא מחלת הפרה המשוגעת, גירוד של כבשים, למשל, נדודי שינה קטלני משפחתי, שבו אדם כמעט מפסיק לישון, ובתוך 12-18 חודשים מת על רקע דמנציה פרוגרסיבית. דוגמה נוספת למחלת פריון היא מחלת קריוצפלד-יעקב, שמובילה למוות תוך שישה חודשים או שנה לאחר הופעת הסימפטומים הראשונים; המחלה משפיעה על המוח, ולכן, הפרעות של זיכרון ותשומת לב מתפתחות, ולאחר מכן הפרעה של תיאום ועוויתות. האחרון נכלל ברשימת המחלות המסוכנות ביותר בעולם, כי הרופאים פשוט לא יודעים מה לעשות עם זה. הכל התחיל במחלה המסתורית של קורו בפפואה גיניאה החדשה, שנדמה היה שאין לה שום הסבר סביר.
איך למצוא אותם
הסיפור על גילוי פריונים מושך סרט הרפתקאות עם אלמנטים של בדיוני: נראה כי יכול להיות בריא יותר מאשר לחיות על אי יפה באמצע האוקיינוס, למשל גינאה החדשה? אבל פעם אחת התמוטטה מחלה של טבע לא ידוע על אנשי פורה, שהתבטאה ברעידה חזקה מאוד, מונעת אדם מהליכה ראשונה, אחר כך עומדת ויושבת. בסופו של דבר, כל מה שהאדם החולה היה מסוגל לשקר לו ולרעוד. בעקבות השיתוק, ואחריו המוות. עבור ביטויים קליניים יוצאי דופן, המקומיים קראו את המחלה kuru (מתורגם "רועד"). רופא ילדים והווירולוג קרלטון גיידושק נסע לגיניאה החדשה ללמוד מחלות זיהומיות, כולל התרנגולת המסתורית. הוא עשה הכל: ב -1976 קיבל גידושק את פרס נובל "על תגליותיו לגבי מנגנונים חדשים של מוצא ומחלות זיהומיות", תוך שיתוף עם ברוך בלומברג, שגילה את נגיף הפטיטיס B.
עם זאת, Gaidushek לא גילה את prions נכונה - הוא רק הציע כי הנגיף גורם "חלקיק פתוגני" כי אינו גלוי תחת המיקרוסקופ. לשם כך נאלץ המדען לבלות זמן רב באי, לחשוף כמה מאות נציגים מתים של הנכות ואפילו לשלוח את איבריהם (במיוחד גידושק התעניין במוח, שרכש מבנה ספוגי בחולים) לעמיתיו ממדינות שונות. קניבליזם פולחני הפך להיות הגורם למגיפה בקרב אנשי פורה: זה היה נהוג גם לאחר האיסור הרשמי של השלטונות. המניעים פרוזאיים: פורה האמין כי יחד עם אכילת בשר של אדם מת, מוחו, יכולותיו או כשרונותיו יעברו אליהם.
על מה כל העניין?
בהתחלה, מדענים חשבו שהם מצאו וירוס חדש או חלקיק וירוס. פריונים דומים מאוד לווירוסים בכך שאין להם מבנה סלולרי - כלומר, הם אינם מכילים תאים, בניגוד לחיידקים. הנגיף הוא חומצה גרעין, כלומר, DNA או RNA, בקליפת חלבון. אבל כאשר Prions הושפעו על ידי השמדת חומצות אלה, התכונות זיהומיות מסוכנים נשאר. בהדרגה, הגיע למסקנה כי פריון הוא רק חלבון, רק עם מבנה יוצא דופן. כל מולקולות חלבון יש תצורה תלת מימדי מסוים - אם פשוטה מאוד, זה איך שרשרת של חומצות אמינו הוא הניח בחלל. כך שבפריונים, מבנה זה אינו תקין; באופן מפתיע, עם ההרכב הכימי "הרגיל", זה תצורה אנומליה שעושה פריון קטלני.
כיצד חלבון נורמלי מקבל חריגה?
שם הסנאים שעבדו נגד האדם נמסר על ידי הרופא האמריקאי סטנלי פרוסינר. השילוב של המילים חלבון (חלבון) וזיהום (זיהום), הוא קיבל "פריונים", זיהה אותם כסוג החדש של פתוגנים ביולוגיים בפעם הראשונה תיאר את עיקרון הפעולה שלהם. בשנת 1997 זכה בפרס נובל על עבודתו. פרוסינר גילה גם חלבון פריון - הוא נקרא חלבון הפריון, PRP. הדבר המעניין ביותר הוא שגן ה- PrP מקודד את הכרומוזום האנושי העשרים - כלומר, הוא נמצא בדנ"א של כל אחד מאיתנו. אבל הסיכוי של הפיכתו פריון הוא מינימלי, ורוב האנשים חיים בשקט ללא הסיכון של מחלות פריון. עם זאת, רק טעות אחת בסינתזת חלבון יכול להפוך PrPC נורמלי לתוך PRP Sc נורמלי.
כפי שציין ולרי אילינסקי, גנטיקאי ומנכ"ל ג'נוטק, פריונים הם חלבונים רגילים שרכשו מבנה יוצא דופן. זה מאפשר להם לשנות את המבנה של חלבונים דומים, גם להפוך אותם פריונים, כלומר, תהליך דומה לזיהום מתרחשת. כדי להתחיל את המחלה, את הביטוי של חלבון פגום הראשון הוא הכרחי - זה יכול להתרחש גם כתוצאה של טעות ספונטנית במהלך הסינתזה שלה, או לאחר פריון מבחוץ, מאדם אחר או בעל חיים. ואז מתחילה תגובת השרשרת.
רוסטם זיגאנשיין, Ph.D. בכימיה, מציין שהסיבה והמנגנון להמרת הצורה ה"נורמלית "של חלבון הפריון לאחת מסוכנת מובנת היום בצורה גרועה. בניסויים חוץ גופית (במבחנה) נדרשים גורמים נוספים שונים לשינוי זה. באותו הזמן, בניסויים בבעלי חיים, מחלות פריון התפתחו כאשר חלבון הפריון "הרגיל" הוזרק לעכברים, אשר נטולי לחלוטין את התכנות הגן זה. לא ברור מה גרם לו להיות "תוקפני" במקרה זה.
נצח נצחי או מוות בלתי נמנע
עכשיו הם מדברים על העובדה, למשל, מחלת אלצהיימר או מחלת פרקינסון עשוי להיות קשור עם מנגנון הפריון. אם כך, אז אנחנו יכולים לצפות את הופעתה של שיטות חדשות של טיפול או מניעה של מחלות קשות אלה. מעניין, פריונים דומים במנגנון של פעולה וחלבונים שמרים - זה בהחלט אפשרי כי שמרים יעזור בחקר המולקולות האלה מוזר. יש גם לדבר על מה prions יסייע למצוא תרופה עבור גידולים ממאירים שונים או הידבקות ב- HIV, ואכן הם יהפכו "אבן פילוסופית" שיוביל האנושות לחיי נצח או נצח נצחי. עם זאת, בעוד הצהרות אלה אינם מבוססים.
Rustam Ziganshin מסביר כי, כמו כל מחקר בתחום הביולוגיה, המחקר של חלבונים פריון מרחיב את גבולות הידע שלנו של החיים. מבחינה מעשית, התוצאות יכולות לעזור להבין כמה מחלות מסוכנות, אך חשוכות מרפא, מתפתחות. אולי נקבל כלי להתמודד איתם. אם אתה מבין איך חלבון נורמלי מתברר להיות חריג, וללמוד כיצד לשלוט על התהליך הזה, אז אולי נוכל להתחיל את זה בכיוון ההפוך - כלומר, כדי להפוך חלבונים פתולוגיים לבריאים, עם אותם להחזיר בריאות לרקמות ואיברים.
תמונות: Flickr, ibreakstock - stock.adobe.com
