פרופ' איתי קורן

טלפון
דוא"ל
Itay.koren@biu.ac.il
משרד
המרכז לננו-טכנולוגיה (206), קומה 7, חדרים C-765 (משרד), C-767 (מעבדה)
תחומי עניין

פירוק חלבונים; מערכת היוביקוויטין–פרוטאוזום; בקרת איכות חלבונים; דגרונים (Degrons); ליגאזות E3; יוביקוויטין; פרוטאוזום; הומאוסטזיס של חלבונים (Proteostasis); מחלות באדם.

    מחקר

    פענוח שפת פירוק החלבונים

    חלבונים הם אבני הבניין של החיים, והם מבצעים כמעט את כל הפעולות המולקולריות בתא, מהעברת אותות ועד לארגון המבנה התאי. לא פחות חשוב מייצורם הוא פירוקם המבוקר: התא חייב לדעת לא רק לייצר חלבונים, אלא גם לזהות מתי הם פגומים, נמצאים במיקום שגוי או אינם נחוצים עוד, ולסלק אותם. פירוק חלבונים ממלא תפקיד מרכזי כמעט בכל תהליך תאי, והוא חיוני לבקרת איכות החלבונים ולשמירה על הומאוסטזיס של חלבונים (Proteostasis). שיבוש בתהליכים אלה קשור למגוון מחלות באדם, ובהן סרטן, מחלות דלקתיות ומחלות ניווניות של מערכת העצבים.

    מעבדת קורן חוקרת את המנגנונים המולקולריים המווסתים את תחלופת החלבונים בתא. אנו בוחנים כיצד תאים מזהים חלבונים המיועדים לפירוק, כיצד מערכות הפירוק מזהות את מטרותיהן וכיצד מנגנונים אלה קובעים את גורלם של חלבונים. במרכז המחקר עומדת מערכת היוביקוויטין–פרוטאוזום (Ubiquitin–Proteasome System, UPS), המסלול המרכזי לפירוק סלקטיבי של חלבונים בתאי האדם. שאלות המחקר כוללות: מה מסמן חלבון לפירוק? כיצד מזוהים אותות הפירוק, המכונים דגרונים (Degrons)? מה תפקידם של יוביקוויטין, ליגאזות E3 והפרוטאוזום בקביעת גורלו של חלבון? וכיצד תאים מתאימים את מערכות הפירוק שלהם לתנאים משתנים?

    כדי לענות על שאלות אלה, המעבדה מפתחת ומשלבת גישות של גנומיקה בקנה מידה רחב, פרוטאומיקה כמותית, ביוכימיה, ביולוגיה של התא ושיטות חישוביות למיפוי שיטתי של מסלולי פירוק חלבונים. בין ממצאי המחקר הבולטים נמנים גילוי מנגנונים לפירוק חלבונים בפרוטאוזום שאינם תלויים ביוביקוויטין, זיהוי מסלול בקרת איכות בין־אברוני המקשר בין מיטוכונדריות לפרוקסיזומים, וחשיפת מנגנוני פירוק בעלי השלכות על מחלות באדם ועל סרטן.

    באמצעות פענוח הדרכים שבהן מסלולי פירוק מזהים חלבונים במצבים שונים ומגיבים אליהם, אנו שואפים לחשוף עקרונות יסוד המווסתים את תחלופת החלבונים, את בקרת איכותם ואת ההומאוסטזיס שלהם, ולהבין כיצד שיבושים במנגנונים אלה תורמים להתפתחות מחלות.

    קורסים
    • 80-242 – ביולוגיה מולקולרית והנדסה גנטית א׳ (מכינה לרפואה)

    • 80-377 – ביולוגיה מולקולרית והנדסה גנטית ב׳

    • 80-308 – הפרוטאום התאי: מנגנוני פירוק חלבונים ומסלולי בקרת איכות

    פרסומים

    פרסומים נבחרים

    1. Timms, RT., Zhang, Z., Rhee DY., Harper JW., Koren, I.#, Elledge, SJ.# (2019) A glycine-specific N-degron pathway mediates the quality control of protein N-myristoylation. Science 365, eaaw4912.

    מזהה מסלול פירוק חלבונים המבוסס על דגרון בקצה ה־N הספציפי לגליצין, בתיווך קומפלקסי ליגאזות E3 מסוג Cul2–ZYG11B ו־Cul2–ZER1, וחושף כיצד תאים מזהים ומסלקים חלבונים שלא עברו מיריסטוילציה בקצה ה־N.

    2. Timms, RT., Koren, I. (2020) Tying up loose ends: the N-degron and C-degron pathways of protein degradation. Biochem Soc Trans 48 (4): 1557–1567.

    סוקר את המנגנונים שבאמצעותם דגרונים בקצה ה־N ובקצה ה־C מכוונים חלבונים לפירוק סלקטיבי, ומדגיש את המגוון ההולך ומתרחב של מסלולים המווסתים את יציבות החלבונים בתאי אדם. 

    3. Chen, X.*, Liao, S.*, Makaros, Y.*, Guo, Q., Zhu, Z., Krizelman, R., Dahan, K., Tu, X., Yao, X., Koren, I.#, Xu, C.# (2021) Molecular basis for arginine C-terminal degron recognition by Cul2FEM1 E3 ligase. Nat Chem Biol 17(3):254-262

    חושף כיצד קולטני סובסטרט ממשפחת FEM1, הפועלים כחלק מקומפלקסי ליגאזות E3, מזהים דגרונים שונים בקצה ה־C המסתיימים בארגינין, ומסביר את הבסיס המולקולרי לספציפיות של פירוק חלבונים ואת האפשרויות לוויסות ממוקד של הומאוסטזיס החלבונים.

    4. Makaros, Y., Raiff, A., Timms, R.T., Wagh, A.R., Gueta, MI., Bekturova, A., Guez-Haddad, J., Brodsky, S., Opatowsky, Y., Glickman M.H., Elledge, S.J., Koren, I. (2023) Ubiquitin-independent proteasomal degradation driven by C-degron pathways. Mol Cell 83: 1921-1935.e7.

    מדגים כי מסלולי פירוק המבוססים על דגרונים בקצה ה־C יכולים לכוון חלבונים לפירוק בפרוטאוזום ללא צורך ביוביקוויטינציה, וחושף מנגנון חלופי לפירוק סלקטיבי של חלבונים.

    5. Zhao, S.*, Olmayev-Yaakobov*, D., Ru, W., Li, S., Chen, X., Zhang, J., Yao, X., Koren, I.#, Zhang, K.#, and Xu, C#. (2023). Molecular basis for C-degron recognition by CRL2APPBP2 ubiquitin ligase. Proc Natl Acad Sci U S A 120, e2308870120. 10.1073/pnas.2308870120.

    חושף את הבסיס המבני שבאמצעותו ליגאזת היוביקוויטין CRL2–APPBP2 מזהה דגרונים מסוימים בקצה ה־C, ומעמיק את ההבנה של מנגנוני בחירת החלבונים המיועדים לפירוק, תוך הנחת תשתית לוויסות פירוק חלבונים המבוסס על מידע מבני.

    6. Chen, X. *, Raiff, A. *, Li, S., Guo, Q., Zhang, J., Timms, R.T., Yao, X., Elledge, S.J., Koren, I. #, Zhang, K.#, Xu, C.# (2024) Molecular insights into the CRL2FEM1B ubiquitin ligase complex assembly and recognition of Ψ/Pro/C-degron. Nat Commun, 15(1):3558.

    חושף כיצד קומפלקס ליגאזת היוביקוויטין CRL2–FEM1B מזהה דגרונים בקצה ה־C המסתיימים בפרולין, וכיצד הרכבת הקומפלקס והפעלתו בתהליך התלוי ב־NEDD8 מווסתות יוביקוויטינציה ופירוק של חלבונים.

    7. Shimshon, A.*, Dahan, K.*, Israel-Gueta, M., Olmayev-Yaakobov, D., Timms, R.T., Bekturova, A., Makaros, Y., Elledge, S.J., Koren, I. (2024) Dipeptidyl peptidases and E3 ligases of N-degron pathways cooperate to regulate protein stability. JCB, Aug 5;223(8):e202311035. doi: 10.1083/jcb.202311035.

    מדגים כיצד האנזימים DPP8 ו־DPP9 משתפים פעולה עם ליגאזות E3 ממשפחת UBR כדי לחשוף ולזהות דגרונים בקצה ה־N, ובכך מאפשרים סילוק של חלבוני הפרשה שהגיעו למיקום תאי שגוי ושמירה על הומאוסטזיס החלבונים בתא.

    8. Zhang, Z., Mena, E., Timms, R.T.#, Koren, I.#, Elledge, S.J.# (2025) Degrons: defining the rules of protein degradation. Nat Rev Mol Cell Biol, 26(11):868-883. doi: 10.1038/s41580-025-00870-z.

    מסכם התקדמות מחקרית בזיהוי דגרונים ובפענוח מנגנוני ההכרה בהם, ומסביר כיצד אותות פירוק מווסתים את בקרת איכות החלבונים, קשורים למחלות באדם ומאפשרים פיתוח גישות טיפוליות חדשות המבוססות על פירוק ממוקד של חלבונים.

    9. Bekturova, A., Makaros, Y., Ben-David, S., Koren, I. (2025) Global Profiling of N-terminal Cysteine-Dependent Degradation Mechanisms. Proc Natl Acad Sci U S A. 122(33):e2501681122. doi: 10.1073/pnas.2501681122.

    מזהה באופן שיטתי חלבונים שיציבותם מווסתת באמצעות מסלול פירוק התלוי בציסטאין בקצה ה־N, וחושף כיצד מנגנון זה תורם להסתגלות מטבולית ולהישרדות תאים בתנאי מחסור בחמצן.

    10. Raiff, A.,*, Zhao, S.*, Bekturova1, A. Zenge, C., Mazor, S., Chen, X., Ru., W, Makaros, Y., Ast, T., Ordureau, A., Xu, C. #, Koren, I.# (2026) TOM20-Driven E3 Ligase Recruitment Regulates Mitochondrial Dynamics Through PLD6. Nat Chem Biol, 22(1):37-47. DOI: 10.1038/s41589-025-01894-4.

    מזהה מנגנון שבאמצעותו קולטן הייבוא המיטוכונדריאלי TOM20 מגייס את קומפלקס ליגאזת E3 מסוג CRL2–FEM1B לוויסות פירוק החלבון PLD6, וחושף כיצד מערכת היוביקוויטין–פרוטאוזום מווסתת את הדינמיקה והמורפולוגיה של המיטוכונדריה.

    11. Segev-Nakar, S., and Koren, I. (2026) A mitochondria-driven quality control mechanism for peroxisomal membrane proteins. Nat Commun. doi: 10.1038/s41467-026-74117-6.

    חושף מנגנון בקרת איכות בין־אברוני שבו מיטוכונדריות מזהות ומסלקות חלבוני ממברנה פרוקסיזומליים שהגיעו למיקום שגוי, באמצעות ליגאזות E3 מסוג MUL1 ו־MARCH5, ובכך מסייעות לשמור על הומאוסטזיס החלבונים בתאים שבהם חסרים פרוקסיזומים.

     

    באמצעי התקשורת

    שני מענקי ERC Proof of Concept, שני פרויקטים פורצי דרך | אוניברסיטת בר־אילן, פייסבוק | הודעה על זכייתם של חוקרי אוניברסיטת בר־אילן בשני מענקי ERC Proof of Concept לקידום פרויקטים מחקריים חדשניים.

    תאריך עדכון אחרון : 13/10/2026