ארגון גרעין התא בזמן תהליכי התמיינות
תחום המחקר אשר מתמקד במבנה הפנימי של גרעין התא התפתח בצורה משמעותית ביותר בעשור האחרון. ברור כעת כי לסדר הפנימי בגרעין, מרמת סידור הכרומוזומים במרחב גרעין התא ועד מיקומם של חלבונים גרעיניים באזורים ספציפיים בגרעין (Nuclear domains), יש משמעות מכרעת בתהליכי ביטוי גנים במצבים נורמליים ומצבים סרטניים. בנוסף, ידוע כי המולקולות והמבנים המצויים בגרעין נמצאים בתנועה מתמדת וכי הדינמיקה שלהם קשורה במצב הפיזיולוגי של התא. לדוגמא, בתהליכי התמיינות של תאים ממערכת הדם מתרחשים שינויים דרמטיים בפרופיל התבטאות גנים בגרעין התא יחד עם שינויים במבנה הכרומטין והארגון הפנימי של הגרעין.
בכדי ללמוד על הקשרים בין התהליכים הארגונים הדינמיים המתרחשים בגרעין ובין תהליכי ביטוי גנים המתרחשים בזמן התמיינות, ייבחנו אלמנטים שונים במבנה הגרעין בשיטות מיקרוסקופיות ייחודיות למעקב אחרי חלבונים פלורוסנטים בתאים חיים. הגישה המחקרית תכלול גם שיבוט גנים וביטויים בצורה רקומביננטית בתאים אנימליים, יחד עם שיטות ביוכימיות לאפיון מודיפיקציות ביוכימיות בחלבונים וניקוי חלבונים.
המחקר יתמקד בשאלות הקשורות להתבטאות גנים ולארכיטקטורה של הגרעין בזמן התמיינות בשלוש רמות:
1. חקר השינויים התוך-גרעיניים המתרחשים בדינמיקה של גנים, חלבוני כרומטין (chromatin) ו-RNA בזמן התמיינות בתאים חיים:
- אנליזה של תנועת גנים ותנועה של mRNA בזמן התמיינות.
- מיקום הגנים במרחב הגרעין וביחס למעטפת הגרעין ולאזורים פעילים או מושתקים של הגרעין.
- בדיקת אקראיות (stochasticity) בזמן פעילות גנים הקשורים להתמיינות.
- אנליזה של הדינמיקה של חלבונים גרעיניים בכלל ושל חלבוני כרומטין בפרט ושינויים ביוכימיים במבנה הכרומטין בתהליכי התמיינות.
- ניקוי קומפלקסים של חלבון-mRNA (mRNPs).
2. חקר השינויים בדינמיות ובסדר הפנימי של הגרעין (nuclear domains) והגרעינון בזמן התמיינות.
3. חקר התהליכים הביוכימיים האחראים לשינויים מבניים במעטפת הגרעין בתהליכי התמיינות.
