חדשות

NEWS

מה מעניין אותך?

כל הנושאים
אמנויות
מוח
הנדסה וטכנולוגיה
חברה
מדעים מדויקים
ניהול ומשפט
סביבה וטבע
רוח
רפואה ומדעי החיים
חיי הקמפוס
מוזיאון הטבע
חוקרים.ות את החדשות

מחקר

04.12.2022
לראשונה בעולם: זוהו כמאה אלף מיני וירוסים חדשים  שלא היו ידועים למדע

החוקרים אף הצליחו לזהות איזה יצורים הווירוסים עשויים לתקוף, תגלית שצפויה לסייע בקידום פיתוח של קוטלי חיידקים, פטריות ומזיקים שונים לחקלאות

  • סביבה וטבע

מחקר פורץ דרך של אוניברסיטת תל אביב גילה כמאה אלף סוגי וירוסים חדשים שלא היו ידועים עד כה למדע. הווירוסים, מסוג רנ"א, נתגלו במידע סביבתי חובק עולם מדוגמאות אדמה, אוקיינוסים אגמים ושלל מערכות אקולוגיות. מדובר למעשה בגדילה של כפי תשעה מכמות ווירוסי הרנ"א שהמדע הכיר עד כה. החוקרים מעריכים כי הגילוי יכול לסייע בפיתוח אנטיביוטיקות ובהתגוננות מפני מזיקים לחקלאות.

 

המחקר נערך בהובלת הדוקטורנט אורי נרי בהנחייתו של פרופ' אורי גופנא מבית הספר שמוניס בפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל אביב. המחקר נעשה בשיתוף עם גופי המחקר "NIH", "JGI" מארה"ב, ומכון פסטר בצרפת. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Cell והוא כלל נתונים שנאספו על ידי יותר ממאה מדענים ברחבי העולם. 

 

כריית מידע מכל רחבי הגלובוס

החוקרים מסבירים שווירוסים, נגיפים בעברית, הם טפילים גנטיים, משמע שהם מוכרחים להדביק תא חי כדי לשכפל את המידע התורשתי שלהם, לייצר נגיפים חדשים ולהשלים את מחזור ההדבקה שלהם. חלק מהווירוסים הינם מחוללי מחלות העשויים לפגוע בבני אדם (כמו למשל וירוס הקורונה), אם כי רוב רובם המוחלט של הנגיפים אינם מזיקים לנו - חלקם אף חיים בתוך גופנו ואנו כלל לא מודעים לכך.

 

אורי נרי מסביר שהמחקר כלל שימוש בטכנולוגיות חישוביות חדשות לכריית מידע גנטי שנאסף מאלפי נקודות דיגום שונות ברחבי העולם (אוקיינוסים, אדמה,  ביוב, גייזרים וכד'). החוקרים פיתחו כלי חישובי משוכלל המבדיל בין החומר הגנטי של וירוסי רנ"א לבין זה של המארחים, ובאמצעותו ניתחו את נתוני העתק. התגלית אפשרה לחוקרים לשחזר כיצד לאורך התפתחותם האבולוציונית, עברו הנגיפים תהליכי הסתגלות מגוונים בכדי להתאים עצמם למארחים שונים. 

 

במסגרת ניתוח הממצאים, החוקרים אף הצליחו לאתר וירוסים החשודים כמדביקים מזיקים שונים, ובכך לפתוח דרך לשימוש בנגיפים לבקרה וטיפול במזיקים. פרופ' גופנא: "המערכת שפיתחנו מאפשרת לבצע ניתוח אבולוציוני מעמיק ולהבין כיצד לאורך ההיסטוריה התפתחו נגיפי הרנ"א השונים. אחת משאלות המפתח בעולם המיקרוביולוגיה היא כיצד ומדוע נגיפים מעבירים ביניהם גנים. זיהינו שלל מקרים בהם החלפת גנים כזאת איפשרה לנגיפים להדביק יצורים חדשים. כמו כן, בהשוואה לנגיפי דנ"א, המגוון והתפקידים של נגיפי הרנ"א במערכות אקולוגיות מיקרוביאליות לא מובן היטב. במחקרנו מצאנו כי נגיפי רנ"א אינם חריגים בנוף האבולוציוני ולמעשה בהיבטים מסוימים אינם כה שונים מנגיפי הדנ"א. זהו פתח רחב למחקר עתידי והבנה טובה יותר כיצד ניתן לרתום נגיפים לשימושנו ברפואה ובחקלאות". 

התארכות גופה של נקבת הארבה בזמן הטלת ביצים בקרקע

מחקר

04.12.2022
כוחות העל של נקבת הארבה

הגמישות של מערכת העצבים המרכזית שלה מאפשרת לה להימתח בעת הטלת ביציה באדמה עד פי 2 או פי 3 מאורכה המקורי, ואז לשוב במהירות לאורכה הרגיל ללא נזק

  • הנדסה וטכנולוגיה
  • רפואה ומדעי החיים

כל אימא תעשה הכל כדי לדעת שהצאצאים שלה נמצאים במקום בטוח. מסתבר שנקבת הארבה יכולה לקחת את זה צעד אחד קדימה: מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מצא כי מערכת העצבים המרכזית של נקבת הארבה היא בעלת תכונות אלסטיות, שמאפשרות לה להימתח בעת הטלת ביציה באדמה עד פי 2 או פי 3 מאורכה המקורי, מבלי שייגרם לה נזק בלתי הפיך. החוקרים: "איננו מכירים יכולת דומה כמעט אצל אף יצור חי בטבע. מערכת העצבים של האדם למשל, יכולה להימתח עד 30% מבלי להיקרע או להינזק לצמיתות". לדבריהם, בעתיד עשויים הממצאים לתרום לפיתוחים חדשים בתחום הרפואה הרגנרטיבית, כבסיס לשיקום עצבים, ולפיתוח רקמות סינתטיות.

 

מגלה גמישות

המחקר נערך על ידי צוות חוקרים של אוניברסיטת תל אביב בהובלת ד"ר בת-אל פנחסיק מבית הספר להנדסה מכנית בפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן, ופרופ' אמיר אילי מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס וייז. כמו כן, השתתפו במחקר ד"ר ראקש דאס מבית הספר להנדסת מכונות, ד"ר משה גרשון מבית הספר לזואולוגיה, ופרופ' ערן פרלסון ואמג'ד איברהים מהמחלקה לפיזיולוגיה ופרמקולוגיה בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר.

 

"כשנקבת הארבה מבקשת להטיל את ביציה, היא חופרת בור באדמה שיעניק להן הגנה ותנאים אופטימליים לבקיעה. לצורך זה היא מצוידת באיבר חפירה ייעודי, שמורכב משני זוגות כפות חפירה, שממוקמים בקצה הבטן, משני צדדיו של צינור ההטלה. תוך כדי חפירה, הנקבה מאריכה את גופה, עד שחיישנים הממוקמים לאורכו מאותתים שהגיעה לנקודה מתאימה להטלה. כך, נקבה בוגרת, שאורך גופה כ-4-5 ס"מ, עשויה למתוח אותו לצורך ההטלה עד לאורך של 10-15 ס"מ, ואז לשוב במהירות לאורכה הרגיל, ולהתארך שוב בהטלה הבאה", מסבירה ד"ר פנחסיק.

 

"יכולת העל של נקבל הארבה היא כמעט בגדר 'מדע בדיוני'. בטבע בכלל מוכרות רק עוד שתי דוגמאות של 'ביצועים' דומים: לשונו של הלוויתן המכונה 'ראשתן גדול ראש', וסוג מסוים של חילזון ימי, שמערכות העצבים שלהם מסוגלות להתארך משמעותית בזכות מנגנון דמוי אקורדיון. אנחנו ביקשנו לברר מהו המנגנון הביומכני המקנה לנקבת הארבה את יכולתה המופלאה", אומר פרופ' אילי.

 

המפתח לטיפולי שיקום ורפואה רגנרטיבית?

במסגרת המחקר, החוקרים הוציאו מנקבות ארבה את מערכות העצבים המרכזיות שלהן, והניחו אותן בתוך נוזל המדמה את הסביבה הטבעית, בתנאים פיזיולוגיים דומים לאלה שבתוך הגוף. באמצעות מכשירי מדידה רגישים ביותר הם מדדו את הכוחות הדרושים כדי להאריך את מערכת העצבים.

 

"בניגוד להשערות קודמות ולדוגמאות המוכרות, לא מצאנו כל מנגנון דמוי אקורדיון. גילינו שמערכת העצבים של נקבת הארבה עשויה מחומר אלסטי, שמסוגל להתארך ואחר כך לחזור מעצמו למצבו המקורי, מוכן לשימוש חוזר, מבלי שנגרם לרקמה כל נזק. זהו ממצא כמעט בלתי-נתפס מבחינה ביומכנית ומורפולוגית", אומר ד"ר פנחסיק.

 

"מדובר ביכולת מופלאה שאינה מוכרת באף בעל חיים אחר. במחקרי המשך נברר את הסוגייה לעומקה, במטרה לזהות את המנגנון הספציפי שמאפשר את התכונה הייחודית. אנחנו מקווים שבעתיד יסייעו הממצאים שלנו לפיתוח רקמות סינתטיות עם גמישות גבוהה ולשיקום עצבים בטיפולים של רפואה רגנרטיבית", מסכם פרופ' אילי.

 

מימין: ד"ר בת-אל פנחסיק , ד"ר ראקש דאס  ופרופ' אמיר אילי

גלקסיות מוקדמות מתוך טלסקופ החלל ווב של נאסא (מתוך אתר נאסא)

מחקר

04.12.2022
איך נראו הגלקסיות הראשונות ביקום?

צוות אסטרופיזיקאים בינלאומי הצליח לאפיין לראשונה את הגלקסיות שנוצרו כ-200 מיליון שנה בלבד אחרי המפץ הגדול

  • רפואה ומדעי החיים

אם הצטיידת במדריך הטרמפיסט לגלקסיה אבל עדיין לא קיבלת את כל התשובות לכל השאלות בנוגע למרחב ולזמן של היווצרות היקום שלנו - יכול מאוד להיות שהתשובה טמונה במחקר הזה: צוות בינלאומי של אסטרופיזיקאים, בהובלת פרופ' רנן ברקנא מבית הספר לפיזיקה ולאסטרונומיה בפקולטה למדעים מדויקים ע"ש סאקלר, הצליח לראשונה לאפיין סטטיסטית את הגלקסיות הראשונות ביקום, שהתגבשו כ-200 מיליון שנה בלבד אחרי המפץ הגדול. לפי התוצאות פורצות הדרך, הגלקסיות הראשונות היו קטנות ועמומות, הן היו יותר אפלות  מהגלקסיות בימינו, והמירו רק פחות  מ-5% מהגז שלהן לכוכבים. כמו כן, הגלקסיות הראשונות לא פלטו קרינת רדיו בעוצמה גבוהה בהרבה מזו שאנו רואים היום.

 

כשהיקום היה ענן של אטומי מימן

המחקר החדש נערך בשיתוף פעולה עם קבוצת SARAS, בהובלת קבוצת המחקר באוניברסיטת קיימברידג׳ באנגליה של ד"ר אנסטסיה פיאלקוב, שבעצמה הייתה דוקטורנטית של פרופ׳ ברקנא באוניברסיטת תל אביב.  תוצאות המחקר החלוצי פורסמו בכתב העת היוקרתי Nature Astronomy.

 

"זהו תחום חדש מאוד ומחקר ראשון מסוגו", מסביר פרופ' ברקנא. "אנחנו מנסים להבין את הכוכבים הראשונים ביקום, מה שנקרא 'השחר הקוסמי', כ-200 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול. טלסקופ החלל החדש ג'יימס ווב למשל, לא באמת יכול לראות את הכוכבים האלה, אלא מעט גלקסיות בהירות במיוחד מתקופה קצת יותר מאוחרת. השאיפה שלנו היא להצליח לאפיין את כלל אוכלוסיית הכוכבים הראשונים".

 

לפי המודל המקובל, לפני שכוכבים החלו להתיך יסודות כבדים יותר בליבותיהם, היקום שלנו לא היה אלא ענן של אטומי מימן מהמפץ הגדול (בנוסף לחומר אפל). גם היום רוב היקום מורכב מגז מימן, אלא שביקום המודרני רוב המימן הזה מיונן בשל קרינת הכוכבים.

 

"אטומי מימן פולטים באופן טבעי קרינה אלקטרומגנטית באורך גל של 21 ס"מ, שזה בתחום הרדיו", אומר פרופ' ברקנא. "מאחר שקרינת הכוכבים שינתה את הקרינה שפלטו אטומי המימן, הרעיון הוא להשתמש במימן כגלאי של הכוכבים הראשונים: אם נצליח לראות את ההשפעה שלהם על המימן, נוכל לדעת מתי הם נולדו, כיצד הם הסתדרו בגלקסיות וכו'. אני מראשוני התיאורטיקנים שפיתחו את הרעיון הזה כבר לפני 20 שנה, אבל מבחינה תצפיתית רק עכשיו מצליחים ליישם אותו. ברחבי העולם יש מספר קבוצות מחקר שמנסות לגלות את אות ה-21 ס"מ של המימן ביקום העתיק".

 

אות מהעבר

אחת מהקבוצות הללו היא EDGES, המשתמשת באנטנת רדיו קטנה יחסית שמודדת את קרינת הרדיו הממוצעת מכל השמיים ומגיעה מתקופות שונות בשחר הקוסמי. ב-2018 הודיעה קבוצת EDGES כי מצאה את האות של 21 ס"מ מאטומי המימן הקדומים.

 

"הבעיה שקשה לשכנע שזה אכן הסיגנל של אטומי המימן הראשונים שספגו קרינה מהכוכבים הראשונים, ולא סיגנל מהמוליכות החשמלית של העפר שמתחת לאנטנה", מספר פרופ' ברקנא. "לכן חיכו למדידה עצמאית נוספת שתאשר או תשלול את הממצאים, ובאמת בשנה שעברה ערכו אסטרונומים בהודו ניסוי נוסף בשם SARAS. הפעם האנטנה צפה באגם, כך שהמים ההומוגניים לא יוכלו לייצר הפרעות שייראו כמו הסיגנל, ולפי התוצאות שלהם, יש סיכוי של 95% שהסיגנל של EDGES הוא הפרעה כזאת".

 

"ב-SARAS בעצם מצאו את החסם העליון של הסיגנל בשמיים, ומצאו שהוא חלש משמעותית מהסיגנל ש-EDGES מצא לכאורה. בהנחה שהמדידה של SARAS טובה ונכונה, בדקנו מהן ההשלכות שלה לגבי הגלקסיות הראשונות, כלומר מה היו התכונות שלהן לפי החסם העליון של הסיגנל. זאת הפעם הראשונה שאנחנו יכולים להגיד שלא הייתה אפשרות לקיומן של גלקסיות מסוג מסוים בתקופה כה מוקדמת".

 

פרופ' ברקנא מסכם: "הגלקסיות היום, כמו גלקסיית שביל החלב שלנו, פולטות המון גלי רדיו. שמנו חסם עליון ראשון על קצב ייצור הכוכבים בגלקסיות הקדומות, וגם על סך פליטות הרדיו שלהן. וזאת רק ההתחלה. מדי שנה נערכים ניסויים משוכללים יותר וכתוצאה מכך מתפרסמים חסמים יותר ויותר חזקים, בניסיון לקבל תמונה ראשונה של השחר הקוסמי. אנו מקווים שבקרוב יהיו לנו לא רק חסמים אלא גם מדידה מדויקת ואמינה של הסיגנל".

 

פרופ' רנן ברקנא

הדוקטורנט איתי קציר וד"ר אילה למפל

מחקר

30.11.2022
לראשונה בעולם: בידוד של מולקולות רבות בתא אחסון יחיד ושחרורן באמצעות חשיפה

לטכנולוגיה החדשה פוטנציאל רב ביישומיים ביו-רפואיים לרבות הובלה, אחסון ושחרור מבוקר ואיטי של תרופות, חיסונים ועוד

  • רפואה ומדעי החיים

חוקרים באוניברסיטת תל אביב פיתחו טכנולוגיה חדשה שתאפשר, לראשונה בעולם, שליטה באחסון ושחרור מולקולות באמצעות חשיפה לאור – קרינת UV. החוקרים מסבירים כי אחסון מולקולות נחשב לאתגר משמעותי בתעשייה ובעולם המדעי: היכולת לשמור אותן מבודדות זוהי משימה לא פשוטה, שכן המולקולות נוטות להתפרק ולהגיב עם חומרים אחרים.

 

הטכנולוגיה החדישה עשויה להביא לפתרון הבעיה, על ידי כך שהיא תאפשר אחסון מולקולות רבות בתא אחסון יחיד. החוקרים מעריכים שהפיתוח יקדם בניית מערכות לאחסון ביו-מולקולות ותרופות, ושחרור יעיל ומבוקר שלהן בעת הצורך על ידי גירוי חיצוני, באמצעות אור.

 

המחקר נערך בהובלת הדוקטורנט איתי קציר ובהנחייתה של ד"ר אילה למפל מבית הספר שמוניס למחקר ביו־רפואי וחקר הסרטן בפקולטה למדעי החיים של אוניברסיטת תל אביב. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי "Advanced Materials".

 

חיקוי התפקוד של וירוס החצבת

החוקרים מסבירים כי המערכת החדשה פותחה בהשראת מערכת ההדבקה של וירוס החצבת. כשווירוס זה מדביק תא אדם, הוא יוצר "אורגנלה" (אברון) המתפקד כמפעל לייצור וירוסים, ולכן נקרא Viral factory. לאחרונה, מספר מחקרים הראו שמפעלי וירוסים אלו הינם מבנים נוזליים שנוצרים בתהליך של הפרדת פאזות בתוך התא.

 

בהשראת החלבון הוויראלי האחראי על יצירת המפעלים הללו, צוות המחקר ייצר פפטיד (חלבון קצר) המחקה את התפקוד של חלבון החצבת, ומטרתו היא יצירה מבנים דמויי viral factories לאחסון וכליאה של ביו-מולקולות. בנוסף, לאחר יצירת הטכנולוגיה החדשה, החוקרים הכניסו עוד אלמנט ייחודי שיאפשר לשלוט בתהליך האחסון והשחרור של מולקולות באמצעות הקרנת אור על המבנה.

 

שחרור מבוקר עם חשיפה לאור

ד"ר למפל: "המטרה שלנו הייתה להנדס קומפלקס של פפטיד משולב עם RNA שיאפשר אחסון של מולקולות במבנים נוזליים (טיפות נוזל), השומרים על הדינמיות והמבנים המיוחדים של מולקולות ביולוגיות וכימיות שונות. הפפטיד וה-RNA יוצרים יחד מבנים של טיפות נוזלים, שדומים ל-viral factories. בהמשך הוספנו לפפטיד קבוצת הגנה שמשתחררת באמצעות חשיפה לקרינת UV. למבנים עם קבוצת ההגנה יש יכולת טובה יותר לאחסן מולקולות בתוכן לעומת מבנים ללא קבוצת ההגנה. לכן, על ידי חשיפה של המערכת לקרינת אור בתחום ה-UV ושחרור קבוצת ההגנה, ניתן לשלוט בשחרור המולקולות המאוחסנות, וכך יצרנו מערכת שמאפשרת שחרור מבוקר תלוי-גירוי".

 

"דבר נוסף שמיוחד במערכת שלנו הוא היכולת להכניס מולקולות רבות לתא אחסון אחד, מה שלא מתאפשר כיום בטכנולוגיות הקיימות. זוהי טכנולוגיה עם פוטנציאל רב ביישומיים ביו-רפואיים לרבות הובלה, אחסון ושחרור מבוקר ואיטי של תרופות, חיסונים או ביו-מולקולות תרפויטיות אחרות," מסכמת ד"ר למפל.

אוניברסיטת תל אביב עושה כל מאמץ לכבד זכויות יוצרים. אם בבעלותך זכויות יוצרים בתכנים שנמצאים פה ו/או השימוש
שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות, נא לפנות בהקדם לכתובת שכאן >>