פרסטין

moran f

New member
פרסטין

בגלל שלא קיבלתי הצעות אחרות, אני אכתוב השבוע על נושא הסמינר שלי (שסוף סוף הוגש). כמו בשבוע שעבר נפתח בהקדמה קצרה, והפעם על מבנה האוזן (אני מתנצלת מראש - אני לא ממש זוכרת את השמות בעברית): האוזן האנושית מורכבת משלושה חלקים - האוזן החיצונית, האוזן התיכונה והאוזן הפנימית. האוזן החיצונית היא פשוט החלק שאותו אנחנו רואים. האוזן התיכונה מתחילה בעור התוף. בתוכה יש שלוש עצמות שנוגעות זו בזו - מלאוס, אינקוס וסטפס (העצם הקטנה ביותר בגוף, למרות שאת שלושתן לא קל לראות בלי זכוכית מגדלת). קצה הסטפס נמצא בחלון הסגלגל ששיך כבר לאוזן הפנימית. כבר באוזן התיכונה יש מנגנוני הגברה; העצמות פועלות כמנוף וכמו כן יש יחס שטחים של 1:20 בין עור התוף וקצה הסטפס ולכן הלחץ גדל (הרי השטח כפול הלחץ שווים בגלל חוק שימור האנרגיה שקובע שהכוח זהה בשני הקצוות). האוזן הפנימית היא החלק שמעניין אותנו כרגע. היא נמצאת בתוך העצם הטמפורלית ומורכבת בעצם ממערכת חללים מלאי נוזל. הדרך היחידה לראות את מבנה האוזן הפנימית (הקוכליאה - השבלול) היא למלא את החללים בגבס ולשבור את האבן. באוזן הפנימית יש שתי מערכות, מערכת שיווי המשקל שאינה רלוונטית כרגע ומערכת השמע. מערכת השמע מורכבת משלוש תעלות - סקאלה וסטיבולי וסקאלה טימפני שמלאות בפרילימפה (נוזל שדומה בהרכבו לנוזל בין תאי) וסקאלה מדיה (התעלה האמצעית) שמלאה באנדולימפה (נוזל שדומה בהרכבו לנוזל חוץ תאי). הסקאלה וסטיבולי והסקאלה טימפני מחוברות ביניהן בקצה אחד ע"י פתח שנקרא הליקוטרמה ובצד השני כל אחת מהן מסתיימת בחלון; הסקאלה וסטיבולי בחלון העגול והסקאלה טימפני בחלון הסגלגל שבתוכו יושב הסטפס. בין הסקאלה טימפני והסקאלה מדיה נמצאת הממברנה הבזילרית, עליה יושב איבר קורטי - איבר החוש של השמיעה. על הממברנה הבזילרית יושבים תאי השערה בארבע שורות. השורה הקרובה יותר לציר הסיבוב של הקוכליאה מכילה תאי שערה פנימיים שהם תאים סנסוריים שמעוצבבים בעיקר אָפרנטית ואחראים על העברת הסיגנל למוח. שאר השורות מכילות תאי שערה חיצוניים שמעוצבבים בעיקר אֵפרנטית וקשורים בין היתר לתופעת ההגברה הקוכליארית (שעליה נדבר בחלק השני). קצות תאי השערה נמצאים בתוך הממברנה הטקטוריאלית שהיא בעצם מין מבנה דמוי ג'לי. ארגון התאים הוא טונוטופי - כל תא קשור לתדירות מיטבית כלשהי, כאשר בבסיס הקוכליאה נמצאות התדירויות הגבוהות ובאפקס התדירויות הנמוכות. גל קול הוא בעצם גל לחץ. כששומעים גל קול, הלחץ מועבר דרך האוזן החיצונית לאוזן התיכונה, שם יש תזוזה של עור התוף שגורמת לתזוזה של העצמות. הסטפס נע בתוך החלון הסגלגל וגורם לתנועה של הנוזל בתוך הסקאלה וסטיבולי והסקאלה טימפני. תנועת הנוזל גורמת לתנועה של הממברנה הבזילרית ביחס לממברנה הטקטוריאלית, מה שגורם להסטת השערות (סטריאוסיליה). כשהשערות מוסטות נפתחות תעלות קטיונים שמעבירות בעיקר יוני אשלגן. זוהי בעצם ההתמרה המכנו-חשמלית שמאפשרת הפיכה של גל הקול המכני לזרם חשמלי שמועבר אל המוח. בחלק הבא - המגבר הקוכליארי ותפקיד הפרסטין.
 

moran f

New member
פרסטין - המשך

פרסטין הוא חלבון שהתגלה לפני כ-4 שנים. לפני גילויו כבר היה ידוע שיש באוזן מנגנון של הגברה קוכליארית של הקול. כמו כן היה ידוע שתאי שערה חיצוניים הם אלקטרומוטיליים, כלומר כשמשנים את מתח הממברנה שלהם הם מסוגלים להתארך ולהתכווץ. חלק מהתיאוריות טענו שמנגנון ההגברה הקוכליארית קשור ליכולת הזו של תאי השערה החיצוניים. להשערה שתאי השערה החיצוניים מגבירים את הסיגנל ע"י אלקטרומוטיליות הייתה בעיה - מנגנון כזה דורש מהתאים לשנות אורך באותה תדירות כמו הצליל הנשמע - בבני אדם עד כ-20 קילוהרץ ובבעלי חיים אחרים אפילו יותר מהר מזה! לכן חיפשו חלבון שמסוגל לפעול בכזו תדירות. ז'אנג ושות' הם אלו שפירסמו את העבודה על גילוי הפרסטין. תאי השערה הפנימיים והחיצוניים מאוד דומים בסה"כ, ולכן כדי למצוא גן שייחודי לתאי השערה החיצוניים הם ביצעו תהליך היברידיזציה בהפחתה (החלבונים שמבוטאים בתאי שערה חיצוניים מינוס החלבונים שמבוטאים בתאי שערה פנימיים) ו-PCR. הם גילו כמה חלבונים, ביניהם הפרסטין שהביטוי הדיפרנציאלי שלו בלט מאוד. הם וידאו (ע"י אנליזת נורת'רן ו-PCR) שהפרסטין מתבטא רק בתאי שערה חיצוניים. בנוסף לכך הם בדקו מה קורה לו במהלך ההתפתחות וגילו שכמותו עולה עם ההתפתחות, במקביל להופעת האלקטרומוטיליות. הצעד הבא שלהם היה ביטוי של פרסטין בתאי כליה עובריים - הם ראו שתאי הכליה הראו אלקטרומוטיליות שדומה לזו של תאי שערה חיצוניים. הפרסטין דומה לחלבון אחר, פנדרין, שמוטציות בו קשורות לליקוי שמיעה שקיים בתסמונת פנדרד. שני הגנים גם נמצאים בסמיכות פיזית על כרומוזום 7. העבודה החשובה הבאה בתחום הייתה של ליברמן ושות' שביצעו מחיקה מכוונת של פרסטין בעכברים וראו שהאלקטרומוטיליות נפגעה (אין-ויטרו) וגם שהשמיעה נפגעה (אין ויוו). ליקוי השמיעה בעכברים חסרי פרסטין היה ניכר (40-60 דציבלים) ואילו בעכברים הטרוזיגוטיים היה ליקוי שמיעה זניח (6 דציבלים). הפרסטין מעניין לא רק מבחינה תיאורטית. יישום מעשי אפשרי אחד יהיה תרפיה גנטית: עוד לא ברור אם מוטציות בפרסטין קיימות באדם וגורמות לליקוי שמיעה, אבל אם כן - תרפיה גנטית תאפשר הפיכה של אדם עם ליקוי שמיעה לאדם בעל שמיעה כמעט נורמלית. יישום אפשרי נוסף שמוזכר במאמרי סקירה שנכתבו על הפרסטין הוא ננוטכנולוגי - זהו חלבון מנוע מאוד מהיר שיוכל אולי לשמש כמנוע גם בתעשיה ננוטכנולוגית. (הערה - הקישורים הם רק לאבסטרקטים כי נייצ'ר לא מציעים מאמרים מלאים בחינם דרך האינטרנט). בשבוע הבא - קיפי סגול.
 

bodas

New member
../images/Emo45.gif מעניין מאוד

הזכיר לי כמה מושגים מקורס חולייתנים וחסרי חוליות
שאלה לי אלייך - ציינת כי עכברים הטרוזיגוטיים הראו ליקוי שמיעה זניח לעומת עכברים חסרי פרסטין. מה הכוונה? האם הגן לייצור פרסטין הוא רצסיבי או דומיננטי או אחר? האם ישנן כמה צורות של החלבון שחלקן פעילות יותר מאחרות? כלומר - כיצד בדיוק פועל המנגנון הגנטי של ייצור החלבון?
 

moran f

New member
כמו הרבה גנים אחרים

שני האללים מתבטאים, כל אחד תורם חצי מכמות החלבון שיש בגוף. להטרוזיגוטים יש פשוט חצי מכמות החלבון ולכן השמיעה שלהם נפגעת רק חלקית (דציבלים נמדדים על סקאלה לוגריתמית ולכן זה מסתדר שחצי מהפגיעה היא כ-6 דציבלים). עד כמה שאני הבנתי יש רק גרסה אחת, אבל הכל מאוד חדש, אז מי יודע מה עוד יגלו...
 

M i l e g a

New member
הרחבה?

היי מורן, היה מעניין מאוד! בתור ביולוגית שלאחרונה התחילה לצלול, תהיתי אם ידוע לך משהו על שינוי בפעילות החלבון הנ"ל או שינויים אחרים באוזן כתוצאה מהפרשי לחצים (בצלילה הגוף נתון להשפעת לחץ של כ3 אטמוספרות). בקורס ובכלל מצאתי חומר על קריעת עור התוף כתוצאה מחבלת לחץ. השאלה האם לפני הקריעה, יש שינויים ביוכימיים כתוצאה מלחץ שונה?
 

moran f

New member
ממש לא רלוונטי לכאן

בסה"כ גילו את החלבון לפני בערך 4 שנים, אני לא חושבת שמישהו בדק כזה דבר. אני כן יודעת שישי שינויים באוזן בגלל לחצים (אני מינחה שזה קשור אולי לנוזלים), אבל זה ממש לא התחום שלי.
 

מורנא007

New member
החלבון

שלום מורן, האם החלבון גובש ונקבע מבנהו (Xray / NMR) , ואם לא, האם ידוע המבנה השניוני שלו?
 

moran f

New member
אני לא שמעתי על זה

אבל התחלתי את העבודשה בתחילת שנת הלימודים, כך שאולי מאז פורסם משהו - שווה לחפש במדליין.
 
למעלה