עקה באורגניזם c. elegans

הנחיות ליצירת גיליון אלקטרוני לסיכום הביוטק בכלי smore

בקישור המצורף מפורטות הנחיות וקישורים לעזרה לשם הכנת גיליון אלקטרוני לסיכום עבודת הביוטק בכלי smore. יש להכין גיליון הזהה לזה שבדוגמה בהתאם להנחיות אלו.


https://docs.google.com/document/d/1dtQyRgYg_5uEE5QbhnO8PKk_9OsJZmgRL3SJJY6ui8Y

/edit?usp=sharing


בקישור הבא מוצג המחוון שעל פיו ינתן הציון לסיכום העבודה ולבניית הגיליון האלקטרוני:

https://docs.google.com/document/d/1TclFuFFTrNFmQJdIqknxgs3xvTLyyhfHiPbHsRWveBs/edit?usp=sharing

שאלת המחקר

כיצד השפיעה העקה מסוג ________על הנמטודה C. elegnans ועל רמת הביטוי של חלבון GFP בתאי הנמטודה מהזנים___________

תקציר

יש לצרף את טקסט התקציר המסביר בתמציתיות את הניסוי שבוצע, התוצאה והמסקנה

דוגמה:

בעקבות חשיפה של תאים למצב עקה מופרעת הפעילות התאית ובעיקרה פעילות תרגום ועיבוד החלבונים, מצב הגורם בין השאר להצטברות של חלבונים לא מקופלים בתא. הצטברות זו של החלבונים הלא מקופלים, מפעילה בתא מספר מסלולים תאיים המכונים UPR (Unfolding protein response). מנגנונים לו מתרחשים בציטופלסמה, ברשתית האנדופלסמתית (ER) ובמיטוכונדריה, ובעקבות כך מופעלים פקטורי שעתוק, הגורמים להגברת השעתוק והתרגום של חלבונים שמטרתם לטפל ולפרק את צברי החלבונים ולהחזיר את התא לפעילות תקינה. כמו כן, הפעלת מסלולי ה UPR מפחיתה גם ביטוי גנים שעלולים לגרום לעומס של חלבונים ב ER.

נמצא כי מנגנונים אלו מופעלים גם ביצורים רב תאיים כגון הנמטודה Caenorhabditis elegans (c. elegans ), בה תאי העצב חשים את העקה ומעבירים את השדרים לתאי השריר והמעי של הנמטודה, בהם מצטברים החלבונים הלא מקופלים במצב עקה. מחקר זה אודות התגובה למצב עקה ביצור רב תאי, יכול להוות בסיס למחקר אודות מחלות בהן מתרחשת תופעה דומה של הצטברות חלבונים כגון מחלת האלצהיימר.

מבוא לשאלת המחקר

יש לצרף קישור של המבוא לשאלת המחקר המסביר על הנמטודה, על חלבון ה-GFP ועל העקה שבחרתם, כפי שהוכן במסמך Google drive

מבוא לעבודת המחקר

השערת המחקר והגדרת המשתנים

יש להסביר בחלק זה את השערת המחקר שהובילה אותכם לבחירת בשאלת החקר, על פי המבוא שכתבתם.

בנוסף יש להגדיר את המשתנה התלוי והמשתנה הבלתי תלוי במחקר.

חומרים ושיטות

יש לצרף קישור של פרק החומרים ושיטות והמפרט את זני הנמטודות בהן השתמשתם, תנאי הגידול שלהם, ניסוי ההישרדות, ניסוי המיקרוסקופ הפלורוסנטי וניסוי ה-western blot, כפי שהוכן במסמך Google drive
חומרים ושיטות איתם בוצעו הניסויים

מערכת הניסוי

תמונות המציגות את הניסוי ומהלכו

סרטון המדגים את תוצאות ניסוי ביטוי GFP בנמוטודה

יש לצרף קישור לסרטון המתאר את הניסוי לאחר שהועלה לyoutube.

תוצאות הניסוי

יש להציג את התוצאות הניסוי והסבר על הניסויים בדרך הבאה :

סיכום תוצאות הניסויים

יש לצרף סיכום קצר של כל הניסויים והתוצאות של כל ניסוי.

לדוגמה:

בנמטודות מסוג C. elegans מתבטא הקולטן gtr-1 בתאי העצב. בכדי לבדוק האם לחלבון זה יש תפקיד בהישרדותם של הנמטודות במצב של עליית טמפרטורה ויצירת עקת חום נלקחו נמטודות מסוג זן הברwild-type) ) המכונות N2 אשר הואכלו בחיידקים המכילים פלסמידים ריקים לבקרה (EV), פלסמידים RNAi של הגן gtr-1 ופלסמידים RNAi של הגן daf-16 (פקטור שעתוק הקשור להפעלת מסלולי העקה). הנמטודות נחשפו לטמפרטורה של 35oc למשך 24 שעות ואחוז הנמטודות שנותרו בחיים חושב בכל אחד מהטיפולים. בגרף A 1 ניתן לראות את הירידה בהישרדות הנמטודות לאורך 24 שעות ובגרף B 1 ניתן לראות את אחוז הנמטודות ששרדו לאחר 12 שעות. מהנתונים המוצגים בגרף ניתן לראות ירידה משמעותית בחיות הנמטודות שטופלו ב- RNAi של הגן gtr-1 ו- RNAi של הגן daf-16 לעומת נמטודות הבקרה (EV). תוצאה זו מצביעה על מעורבותם של גנים אלה במסלולי העברת האותות במצב של עקת חום בנמטודות אלה, מסלולים אשר מאפשרים לנמטודות את הישרדותן בעת השינוי בטמפרטורה בסביבתן. (1)

מסקנות הניסוי

יש לצרף סיכום של מסקנות הניסויים, הצעות לשיפור הניסוי ולניסויי המשך. יש להתייחס במסקנות לתוצאות של קבוצות שעשו עקה דומה וכן להשערת המחקר שלכם.

לדוגמה:

חשיפה לעקה גורמת להנעת מספר תהליכים תאיים ובראשם הצטברות חלבונים לא מקופלים בציטופלסמה ובאברונים שונים בתא כגון המיטוכנדריה וה-ER. הצטברות זו של חלבונים לא מקופלים, יכולה להביא במידה ואינה מטופלת, לחוסר תפקוד תאי וירידה ביכולת ההישרדות של האורגניזם.

בכדי להגן על התאים מפני התופעות המזיקות של הצטברות החלבונים בתא, מופעלים מספר מסלולי העברת אותות תוך תאיים וכן מסלולים בין תאיים (ביצורים רב תאיים) וזאת במטרה לאפשר את הישרדותם של האורגניזמים במצב החריג. מסלולים אלה פועלים בעיקרם על עקרון חישת העקה, הפעלת מנגנונים תאיים הגורמים להפעלת פקטורי שעתוק המגבירים את שעתוקם של גנים שונים המקודדים לחלבונים כגון שפרונים או פרוטאזות. חלבונים אלו פועלים בתא למניעת או פירוק הצטברות זו של החלבונים לא המקופלים ובכך נמנעות התופעות הרעילות הנגרמות לתאים.

התוצאות שהוצגו במאמר זה מצביעות על כך שהקולטן gtr-1 המתבטא בתאי העצב של הנמטודה מסוג C. elegans, הינו חלבון מפתח בתהליכים המתרחשים בעת מצב של עקת חום. נמצא כי חלבון זה קשור ליכולת הישרדותן של הנמטודות בעת עקת חום. ירידה בביטוי חלבון זה בנמטודות, מביא לירידה משמעותית ביכולתן של הנמטודות לשרוד בתנאי עקת חום. בכדי להמשיך ולהבין את דרך פעילותו של החלבון gtr-1 בעת עקה וכיצד הוא מתווך את התגובה בנמטודה בין תאי העצב לתאי המעי נבדקה מעורבותו ביכולת הפעלת פקטור השעתוק HSF-1. בהקשר זה נמצא כי חלבון gtr-1 חיוני להפעלת שרשרת האותות המביאות להפעלת פקטור השעתוק HSF-1 במצב של עקת חום בנמטודות.

בהקשר של הצטברות חלבונים לא מקופלים ברקמות שונות במצבי עקה שונים, נמצא כי מצבים דומים לאלה הולכים ומתגברים עם גיל האורגניזם, ככל הנראה בעקבות ירידה בתפקוד המערכות לתיקון וסילוק אותם חלבונים מצטברים. כמו כן נמצא כי גם באדם, במחלות שונות בעיקר כאלה המופיעות בגיל המבוגר כגון אלצהיימר, מתרחשת הצטברות של חלבונים פגומים. בעקבות הירידה עם הגיל ביכולת להתמודד ולפרק את אותם חלבונים, מצטברים החלבונים לצברים מזיקים הגורמים לתסמיני המחלה.

התוצאות המוצגות במאמר זה ומחקרים נוספים שמטרתם הבנת המנגנונים הפועלים בתאים שנועדו להביא לסילוק הצטברות החלבונים הלא מקופלים בעת מצב עקה, יכולים לספק פתח למחקר העוסק במחלות (כגון אלצהיימר ופרקינסון) בהן נוצרים צברי חלבונים בתאי עצב המפריעים לפעילות התקינה של התאים ולתסמיני המחלה. הבנת המנגנונים והדרכים לעודד או לעכב את המסלולים התאים לסילוק צברי החלבונים בתאים, יכול להוביל לפיתוח של תרופות היכולות להגביר את אותם מנגנוני פירוק הפועלים באופן לקוי באותם מחלות ולהביא בעתיד אולי להאטת קצב התקדמות המחלה ולשיפור באיכות החיים של הלוקים בה. (1-5)

רשימת ביבליוגרפיה

יש לצרף רשימה ביבליוגרפית הכוללת את המאמרים הבאים וכן מקורות נוספים בהם השתמשתם

1. Moria Maman, Filipa C. Marques, Yuli Volovik, Tatyana Dubnikov, Michal Bejerano-Sagie and Ehud Cohen, A Neuronal GPCR is Critical for the Induction of the Heat Shock Response in the Nematode C. elegans. J. Neurosci. 33(14) 6102-6011, 2013.

2. Rebecca C. Taylor, Kristen M. Berendzen and Andrew Dillin, Systemic stress non-autonomous control of proteostasis . Nature rev. 15, 2014.

3. Klaus Richter, Martin Haslbeck and Johannes Buchner, The heat shock response: life on the verge of death. Cell, 40, 253- 266, 2010.

4. Rebecca C. Taylor, and Andrew Dillin, XBP-1 Is a Cell-Nonautonomous Regulator of Stress Resistance and Longevity. Cell 153, 1435-1447, 2013.

5. Dong Kyun Woo, and Gerald S. Shadel, Mitochondrial stress signals revise an old aging theory. Cell, 144, 11-12, 2011.

נספחים

בפרק זה יש לצרף קישורים לעבודות הבאות או למאמרים לאחר שהוכנסו ל-google drive

קישור למצגת המסכמת את עבודת המחקר

קישור למאמר מרכזי

קישור לכרטיס ביבליוגרפי למאמר מרכזי

קישור למאמר בחירה

קישור לכרטיס ביבליוגרפי למאמר בחירה

קישור לכרטיס ביקור בבית הספר לרפואה בהדסה עין כרם