גופנו נמצא בכוננות מתמדת לתגובה מיידית במקרה של סכנה או איום: עלייה מהירה בהורמוני הלחץ קורטיזול ואדרנלין גורמת להגברה בקצב פעימות הלב ובמתח השרירים. דקות ספורות אחרי שאנו מבחינים באיום נכנסת לפעולה רשת שלמה של אותות ביוכימיים. המרכז במוח שאחראי על תגובתנו לסכנה מתחיל לפעול, דבר שמוביל לשחרור קורטיזול מבלוטת האדרנל. במקביל, הגוף מפעיל רשתות ביוכימיות נוספות, שתפקידן להפסיק את תגובת המתח עם חלוף הסכנה, וגם לטעון מחדש את המערכת לקראת האיום הבא. ד"ר גיל לבקוביץ וחברי הקבוצה שלו במחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא, גילו באחרונה סוג חדש של מתג במוח, שמבקר את שליחתו של אחד האותות העיקריים האחראים לשחרור קורטיזול. ממצאים אלה, שהתפרסמו באחרונה בכתב-העת המדעי Neuron, עשויים לשפוך אור על תהליכים המתרחשיםב מספר בעיות נוירולוגיות הקשורות ללחץ. האות העיקרי האחראי לשחרור קורטיזול הוא ה"הורמון משחרר קורטרופין" - ובקיצור CRH. ה-CRH נוצר ומאוחסן בתאי עצב מיוחדים באזור במוח הקרוי היפותלמוס, שמעורב, בין היתר, בשליטה על תגובות הגוף ללחץ פיסיולוגי ופסיכולוגי. חישת הסכנה, עיבוד המידע, והעברת הוראות המכניסות את הגוף להתמודדות עם לחץ - כל אלה מתרחשים באזור קטן זה במוח. מיד לאחר שתאי העצב מפרישים את מצבור ה-CRH מתוכם, מגיעה פקודה לייצור מצבור חדש.

המתג ששולט בייצור הרומון ה-CRH

את המחקר הובילה ד"ר ליאת אמיר-זילברשטיין, יחד עם ד"ר ז'אנה בלכמן, ד"ר אדריאנה ראובני, ד"ר נטליה בורודובסקי, ותלמידת המחקר מעיין טהור. צוות המדענים חקר את תהליך ייצור ההורמון CRH במוחות של דגי זברה, וגילו את המתג השולט בייצורו. מתברר, שחלבון הקרוי Otp מעורב בכמה שלבים של ייצור ההורמון. חלבון זה מעורר ומפעיל באופן ישיר את הגנים המקודדים את ה-CRH. בנוסף, החלבון מבקר גם את תהליך הייצור של שני קולטנים המצויים על פני השטחשל תאי העצב, שמקבלים ומעבירים הוראות ליצור ה-CRH אל תוך התא. אלה הם, למעשה, מתגי "הדלקה" ו"כיבוי". המדענים מצאו, כי הרצפים הגנטיים של שני הקולטנים מצויים על גן יחיד. כדי לקבל שני קולטנים במחיר אחד, ה-Otp מבקר תהליך עריכה גנטית הקרוי "שיחבור חלופי" (alternative splicing). בתהליך זה עוברים מקטעים שונים ברצף ההוראות הגנטי לייצור חלבון, הקרויים אקסונים, תהליכי "גזירה והדבקה" כדי להפיק "משפטים" שונים. במקרה הזה, הגן מייצר שתי גרסאות של קולטנים: הגרסה הקצרה מייצרת את קולטן ה"הדלקה", והגרסה הארוכה יותר, המכילה מקטע נוסף, אחראית לייצור קולטן ה"כיבוי". החוקרים גילו, כי כאשר הסכנה חולפת, ומצבור ה-CRH מתמלא מחדש, היחס בין שני סוגי הקולטנים על פני תאי העצב משתנה בהדרגה, מעודף של קולטני "הדלקה" לכמות גדולה יותר של קולטני "כיבוי". בשיתוף עם ד"ר לאורה באלי-קוויף וד"ר וויליאם נורטון, מהמכון לנוירוביולוגיה במרכז הלאומי למחקר מדעי (CNRS) בצרפת, הראו החוקרים, שחסימת הייצור של הגרסה הארוכה של הקולטן יוצרת אצל דגי הזברה התנהגות חרדתית. ביחד עם ד"ר אלון חן וד"ר יחזקאל שטיינברג מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון, ביקשו ד"ר לבקוביץ וחברי הצוות שלו לדעת, האם המנגנון הזה לייצור CRH מצוי גם בבעלי חיים אחרים. הם גילו, כי המתג המבוסס על שיחבור חלופי מצוי גם בעכברים. העובדה שמנגנון זהה מצוי בדגים ובעכברים מעידה על השתמרותו לאורך האבולוציה, ורומזת על האפשרות שמנגנון דומה לייצור CRH ולהפסקת ייצורו קיים גם במוח בני אדם. מנגנון השיחבור החלופי ידוע כבר מאז סוף שנות ה-70 של המאה ה-20, אבל ייתכן שממצאים אלה מהווים את העדות הראשונה לקיומו של מתג "הדלקה-כיבוי" מהיר מסוג זה במוח. ידוע כי מתגים לקויים ממלאים תפקיד במחלות ובהפרעות שונות הקשורות ללחץ. למשל, באחרונה נמצא כי פעילות הקולטנים שחוקר ד"ר לבקוביץ קשורה להפרעת פוסט-טראומה, וגם לסכיזופרניה ולדיכאון. תקלות במנגנון השיחבור החלופי נמצאו גם באפילפסיה, בפיגור שכלי, בהפרעה דו-קוטבית ובאוטיזם.