פרופ' שורק מספרת כאן על מחקריה בתחום בקרת RNA במוח, אשר זיכו אותה בפרס.

המוח האנושי הוא התעלומה הכי מרתקת שיש, ואני פשוט מכורה לתעלומות:

• איך מסוגל המוח לפקוד על הגוף להגיב במהירות הבזק למצבי קיצון?
• מדוע התגובות הללו שונות בנשים וגברים?
• מדוע הן נפגעות בזמן מחלה ובמהלך ההזדקנות?

הביולוגיה מלמדת אותנו שהמוח מורכב מרשתות, בדומה לרשת הטלפונית שכולנו מכורים לה, ואני חוקרת רשת אחת חשובה, המבוססת על שליח כימי בשם אצטילכולין, ומפקחת על תגובות המוח והשרירים ועל ההיערכות המהירה שלנו במצבי לחץ.

בדומה לכל הרשתות, גם רשת האצטילכולין בנויה מתאים המכילים DNA, וכל תאיה מתוכנתים לייצר עותקים של RNA מקטעי ה-DNA הנחוצים להם, ולתרגם אותם לחלבונים שיבצעו את פקודות הרשת. אם DNA הוא החומרה שלנו, RNA הוא התוכנה, כך שמדובר בבעיה של סייבר. ההבדל המרכזי הוא שתהליכי ההעתקה וההפצה לוקחים זמן, ואילו המוח יודע להגיב מידית. אז מי האחראי לכך?

לצורך איתור המנגנון המפקח על הרשת החביבה עלי, יצאתי לחפש סוגי RNA המסוגלים להעביר פקודות לביצוע מידי - לא באמצעות תהליך התרגום, אלא על ידי חסימה מהירה שלו. כך גילינו את סוגי ה- RNA הזעירים הנקראים micro-RNA . יש אלפים כאלה, ואחד מהם, חסם של הרשת המופעלת על ידי אצטילכולין, מודגם בתמונה בכתום.
ה"צח"ם" (צוות חקירה מיוחד) שלנו מורכב מתלמידי מחקר, משתלמים בינלאומיים וחוקרים. יחד גילינו ש- micro-RNA רבים התפתחו במהלך האבולוציה בקופי-אדם, ולא ניתן למצוא אותם בחיות שהתפתחו מוקדם יותר במהלך האבולוציה, כגון עכברים.
בהמשך הוכחנו ש- micro-RNA נבחרים מפקחים על התגובות המהירות של המוח במצבי לחץ, ומשפרים את תפקוד המוח (אולי לכן עכברים פחות מצטיינים בתגובות לחץ...).
בנוסף, גילינו כיmicro-RNA  אחרים מצמצמים את הסיכון להתקפי אפילפסיה, ואחראים גם על הצטברות שומן בכבד (אולי כתגובת לחץ של הגוף שמטרתה לשמר מקורות אנרגיה).
כל גילוי כזה מבוסס על מחקר של שנים על ידי תלמידי הדוקטורט המוכשרים להפליא, שגאוותי עליהם.

עד כאן הבילוש נראה פשוט - מצאנו את המפקחים (ה-  micro-RNA), וכעת אנחנו מבצעים "ריצוף" של הגנים המתבטאים במוח ובתאי דם. במלים אחרות, אנו מכינים תיק מפורט של כל החשודים שלנו, המסוגלים לשלוח מסרים מהירים מהגוף למוח וחזרה באנשים בריאים או חולים. המטרה היא לאתר את האחראים לשנויים ולפתח גישות חדשות לחסימת פעילותם על ידי תרופות על בסיס DNA סינתטי.

בעיה "קטנה" אחת היא המורכבות העצומה של אזורי ותאי המוח, בעיה המכונה בצדק רב "החזית האחרונה במחקר".   בעצם, עלינו לאפיין כל סוג תא בנפרד, ואכן בימים אלה אנחנו מגלים שקבוצות ייחודיות של תאי העצב המשגרים מסרי אצטילכולין מראות תכונות שונות ומגוונות.
בעיה נוספת היא שמוחותיהם של גברים ונשים פועלים במסלולים שונים, ומייצרים מבחר שונה של micro-RNA , כך שחייבים לחקור אותם בנפרד (ולצערי, רוב התרופות שאנחנו מכירים מבוססות על מחקר בעכברים זכרים בלבד- מצב שטעון תיקון דחוף, ומספק לנו נושא חדש ומרתק לבילוש).

נראה כי הבעיה העיקרית שלנו היא לקבוע סדר קדימויות בין נושאי המחקר השונים הממתינים לפענוח.   
לדוגמה, כל אחד מאתנו נושא DNA ייחודי ושונה. מה יקרה לאנשים ונשים הנושאים שינויים בגנים ל- micro-RNA או באתרים המפוקחים על-ידם?
מצאנו שינוי אחד כזה שקשור לעלית לחץ דם (בעיה לא מבוטלת), וקבוצות אחרות גילו ששינוי בגן ל- 608 micro-RNA (שמופיע רק בבני אדם ולא בעכברים) מעלה את סיכויי ההחלמה של נפגעים בפציעות ראש.  בימים אלה אנחנו בוחנים את השפעתו של השינוי הזה על הסיכון לסבול מתסמונת פוסט-טראומטית, נושא שנחקר בישראל למכביר מסיבות ברורות.
כל פענוח מוביל לנושא המחקר הבא, ומקדם את התחום כולו, וזה ממש כיף.

וכמו בכל הסדרות המכובדות, יש בעצם נעלם נוסף - מקטעים של tRNA (RNA מוביל), המיוצרים במהירות מה- RNA שקיים כבר בכל התאים במטרה להביא חומצות אמינו אל שרשרת החלבון הנבנית. כל מה שצריך כדי ליצור מהם שליחים דמויי micro-RNA  זה אנזים מסוג נוקליאז, כמו אנגיוגנין למשל, שידוע לנו שרמתו בדם עולה אצל נפגעי שבץ, אבל לא היה ברור למה.   אז יצאנו לבילוש נוסף וגילינו חילופי משמרות, כאשר ה- micro-RNA שבדרך כלל מפקחים על בקרת אצטילכולין מוחלפים בשברי tRNA לטיפול חרום.

אפילו בימי מגפה, אין כמו תעלומה עסיסית!