אני יוצר, משמע אני מבין

בתא שמר, כמו זה שאנחנו מכניסים לתנור לצורך אפיית לחם, יש כ-5,000 סוגים שונים של חלבונים. במקרה הצורך תאי שמרים יכולים להשתכפל מדי 90 דקות – ופירושו של דבר 50 עד 100 מיליון מולקולות חדשות של אותם חלבונים שיודעים להסתדר בתוך השמר. אלא שהמדע לא מבין עד הסוף את העקרונות המושלים בתהליך הסידור של חלבונים בתאי כל היצורים החיים – משמרים ועד בני אדם. אנחנו יודעים איך חלבונים יכולים להסתדר לאברונים עם ממברנה כמו המיטוכונדריה או הגרעין, אבל מבינים הרבה פחות איך חלבונים מסתדרים ללא ממברנה בעזרת הפרדת פאזות. כדי להבין את הפרדת הפאזות בתאים חיים, ד”ר לוי ועמיתיו הפכו תאי שמרים למבחנות זעירות, שבהן מופקים חלבונים סינתטיים שהונדסו לעבור הפרדת פאזות.

מאפיין חשוב של הפרדת פאזות היא דיאגרמת הפאזות, שמראה את התנאים בהם מתקיימת הפרדת פאזות, ואת אלה בהם היא לא תתקיים. “בעצם חיפשנו את דיאגרמת הפאזות של החלבונים שהנדסנו”, אומר ד”ר לוי. “בדיאגרמת הפאזות של מים, למשל, יש שני צירים: לחץ וטמפרטורה. ב-99 מעלות צלסיוס המים יהיו במצב צבירה נוזלי וב-100 מעלות המים יתאדו לגז. אבל אפשר לאדות את המים גם בטמפרטורה נמוכה יותר אם נוריד את הלחץ. המערכת שלנו עושה את אותו הדבר בדיוק, אבל במקום טמפרטורה ולחץ – ריכוזים של חלבונים מסוג דיאמר וטטרמר, כלומר חלבון הבנוי משתיים או מארבע יחידות בהתאמה. הדיאמר והטטרמר יכולים להיקשר זה לזה, אך אינם יכולים להיקשר לעצמם. אם אחד מהרכיבים קיים בריכוז גבוה בהרבה מהאחר, לדוגמה הדיאמר קיים בריכוז גבוה בהרבה מהטטרמר, כל יחידה המרכיבה את הטטרמר תהיה קשורה לדיאמר אחר ולא תתרחש הפרדת פאזות. אבל אם נשחק מעט עם הריכוז של אחד משני החלבונים – כל טטרמר יקשור דיאמר שמצידו השני יקשור טטרמר נוסף שיקשור דיאמרים נוספים – ואז, כמו קסם, החלבונים יעברו הפרדת פאזות ויופרדו משאר התא כמו שטיפת שמן מופרדת ממים. הטיפות שהנדסנו מאפשרות לנו לגשר על סקאלות שונות של ארגון תאי. אם נקביל את החלבונים לבני אדם, המחקר הזה מראה לנו איך מערכות יחסים בין-אישיות יכולות לשנות את החברה כולה”.