תרגיל בחיבור – כיצד נוצר עובר? חוקרים מהפקולטה לביולוגיה בשיתוף פעולה עם אוניברסיטת טוקיו חושפים תפקיד חדש לחלבון IZUMO1 בתהליך האיחוי בין זרע וביצית.

האיחוי בין תא זרע וביצית – תאי הזוויג – הוא השלב הראשון והמכריע בתהליך ההפריה. כיום מוכרים חלבונים רבים בתאי הזוויג הדרושים להצמדה ביניהם, אך ביונקים לא זוהה עד עתה חלבון האיחוי המביא למיזוג התאים לכדי תא אחד.

צוות חוקרים משותף מהפקולטה לביולוגיה בטכניון ומאוניברסיטת טוקיו ביפן הציג לראשונה ראיות לפיהן החלבון איזומו (IZUMO1), המתבטא בתאי זרע, מסוגל להוביל לאיחוי בין תאים. החלבון איזומו התגלה לראשונה בשנת 2005 על ידי פרופ' נאקוזו אינואה מאוניברסיטת אוסקה ביפן. הוא מצוי על גבי תאי הזרע, וכבר ידוע כי הוא נקשר לביצית באמצעות קולטן בשם ג'ונו (JUNO). בשל חשיבות האינטראקציה בין הצמד בתהליך ההפריה קרוי איזומו על שמו של מקדש בעל חשיבות לנישואין ביפן -Izumo.

ד"ר ניקולס ברוקמן, פוסט-דוקטורנט במעבדת פודבילביץ

המחקר הנוכחי שהתפרסם ב- Journal of cell Biology, שבוצע בהובלת ד"ר ניקולס ברוקמן ופרופ' בנימין פודבילביץ מהפקולטה לביולוגיה בטכניון, חושף כי החלבון איזומו מסוגל להביא לאיחוי בין תאים סמוכים באופן המייחד אותו כחלבון איחוי ייעודי. ראיות לכך התקבלו בכמה שיטות שונות ובהן זיהוי רגע האיחוי המתווך על ידי איזומו באמצעות מעקב לאורך זמן (time-lapse imaging). חלק מהניסויים נערכו בשיתוף פעולה עם צוות חוקרים בראשות ד"ר קודאי נקג'ימה (Kohdai Nakajima) מאוניברסיטת טוקיו.

אחת התגליות המרכזיות במחקרם של ד"ר ברוקמן ועמיתיו היא שאיזומו לבדו מסוגל להביא לאיחוי בין תאים צמודים ללא צורך בקישור לקולטן האמור, ג'ונו. במילים אחרות, איזומו משחק תפקיד כפול, הן באינטראקציה שבין תאי הזוויג והן במיזוג תכולתם להשלמת תהליך ההפריה. החוקרים מציינים כי מאמרם מציג בפעם הראשונה ראיות לתפקיד זה של איזומו כחלבון איחוי המעורב בהפריה ביונקים.

המחקר נתמך על ידי מענק הקרן הלאומית למדע, מענק מיוחד למחקר מדעי בתחומים עתירי חדשנות ומענק מרי קירי מטעם הנציבות האירופית למחקר (תוכנית Horizon 2020).

תא כליה המבטא את הקולטן JUNO ובו מסומן החומר הגנטי של התא בירוק. הוא עורבב עם תאי זרע מעכבר המבטאים את החלבון איזומו (באדום) שבהם נצבע החומר הגנטי בכחול. החץ הוורוד מצביע על תא זרע שלא עבר איחוי, בעוד החץ הלבן מצביע על תא זרע שהתאחה עם תא הכליה ולכן נצבע אף הוא בירוק.

תאי כליה המבטאים את החלבון איזומו ובנוסף חלבון פלואורסנטי בגרעין התא (בסגול), צמודים לביצית המבטאת חלבון פלואורסנטי בקרום התא (ירוק) וצביעה של החומר הגנטי בכחול.