מדליית כסף לנבחרת הסטודנטים של אוניברסיטת תל אביב בתחרות ה-iGEM העולמית

הישג לנבחרת הסטודנטים של אוניברסיטת תל אביב בתחרות ה-iGEM העולמית: הסטודנטים מתל אביב אשר ייצגו בתחרות את ישראל זכו במדליית כסף על פיתוח חדש שמאפשר פתרון של בעיה הקשורה להנדסה של אוכלוסיות חיידקים. הנבחרת כללה 15 סטודנטים מהפקולטות להנדסה, מדעים מדויקים ומדעי החיים, בראשותה של הקפטנית מאי בונומו. המנחה המקצועי של הנבחרת הוא פרופ' תמיר טולר מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית.

iGEM היא תחרות עולמית בתחום הביולוגיה הסינתטית, שבה כל צוות הוגה רעיון חדשני שמטרתו לפתור בעיה כלשהי בתחום הביולוגיה הסינתטית, ומממש אותו בפועל ע"י שימוש בכלים הנדסיים, ביולוגיים וחישוביים באופן הדומה לפיתוח של חברת הזנק. חבר השופטים מורכב בדרך כלל מחוקרים ומדענים עם ניסיון רב בתחום, שחלקם השתתף בעבר בתחרות או שהנחה קבוצות בתחרות.

חברי הנבחרת מסבירים כי הטכנולוגיה שפותחה תאפשר שימושים רבים בכל תחומי הביו-רפואה, בין השאר היא תשמש בכל פרויקט הכולל הנדסה של אורגניזמים או וירוסים שאמורים "לפעול" מחוץ למעבדה ולכן לעבור אינטראקציה עם מיקרואורגניזמים אחרים. למשל, הנדסה של המיקרוביום האנושי, הנדסה של אוכלוסיות חיידקים שמשפיעות על תפוקה חקלאית, הנדסה של וירוסים אונקוליטיים וחיידקים תרפויטיים, הנדסה של אוכלוסיות חיידקים המשמשות לתהליכים שונים בתעשיית המזון, או הנדסה של אוכלוסיות חיידקים המשמשות ליצירה של מטבוליטים וחומרים שונים. בפרט, הטכנולוגיה יכולה להוות הפתרון לרגולציות הרבות שיש היום בנושא GMO (Genetically Modified Organism) ואשר מקשות על תעשיית הביוטכנולוגיה.

בדרך לפטנט ומאמר

לי-ים שטיאט לוי, עוד לא בת 18 וכבר סטודנטית לתואר שני בהנדסה ביו-רפואית, היא ראש צוות המידול בנבחרת. היא מסבירה: "הפתרון שאנו מציעים מבוסס על אוסף של אלגוריתמים שיאפשרו להנדס את כל שלבי ביטוי הגנים, השכפול, והיציבות של הפלסמיד, כך שיתאימו לביטוי רק באוכלוסיית המטרה. בין השאר אנחנו מהנדסים את הרצפים שמקודדים את תהליך השעתוק והתרגום כך שיתאימו רק לאוכלוסיית המטרה. בנוסף, אנחנו מהנדסים את הגנום של הפלסמיד כך שהוא ייחתך על ידי אנזימים ייעודיים שלא נמצאים באוכלוסיית המטרה, ושיוכל לעבור שכפול אצלה ורק אצלה."

"פעולות אלה, שאינן טריוויאליות לתכנון ולביצוע, הן שאפשרו לנו לממש את היעד שהצבנו לעצמנו במסגרת התחרות. הוכחנו שאנו יכולים להנדס גנים כך שיתבטאו טוב בבקטריה אחת אבל יתבטאו גרוע ואף יפגעו בקצב הגידול של בקטריה שנייה. זו תוצאה מרתקת שהגשנו עליה פטנט ואנו עמלים על כתיבת מאמר מדעי בעקבותיה."

שליטה ממוקדת בפרוביוטיקה

"העולם סביבנו מורכב מאוכלוסיות של חיידקים הנקראות לעתים מיקרוביוטה," מסביר פרופ' תמיר טולר. "החיידקים באוכלוסיות הללו משתפים פעולה על מנת לשפר את השרידות שלהם. דוגמאות בולטות של מיקרוביוטה כוללת את החיידקים במעיים ועל פני העור שלנו, שמשפיעים על מנעד תופעות מהשמנת יתר ועד דיכאון ומחלות אוטואימוניות, אלו שנמצאים בשורשים של צמחים ומשפיעים על עמידותם למזיקים ולתנאי הטבע המשתנים, והם מצויים במגוון סביבות טבעיות וסינתטיות נוספות".

"החיידקים מאורגנים באוכלוסיה ומעבירים ביניהם מידע גנטי, בין השאר ביחידות עצמאיות הנקראות פלסמידים. בכל ניסיון להכניס שינויים חדשים לאוכלוסיות חיידקים, חשוב לוודא שהשינוי מבוצע רק בחיידקים המיועדים, אחרת הוא עלול שלא לעבוד ואף לפגוע באיזון העדין של אותה סביבה. כיום לא קיימת שום טכנולוגיה גנרית המאפשרת הנדסה גנטית ומדויקת של אותם מיקרוביוטה. היעד שהצבנו לעצמנו במסגרת התחרות היה פיתוח טכנולוגיה המאפשרת לייצר גנים וכל מידע גנטי מבוקש בצורה אוטומטית, כך שיהיה מותאם רק לאוכלוסיה שבה אנחנו רוצים שהוא יתבטא."

יצוין, כי מעבר להישג המדעי המשמעותי, חברי הנבחרת השנה שמו להם גם מטרה חברתית חשובה לא פחות, והיא לחנוך קבוצת נערים בכפר לילדים יתומים ברואנדה. בשיתוף פעולה עם המדריכים בכפר, חברי הנבחרת ארגנו 10 מפגשי זום, שבמהלכם הם לימדו את הנערים נושאים נבחרים בתחום הביולוגיה הסינתטית.

הנבחרת כללה את הסטודנטים: לי-ים שטיאט לוי (ראש צוות מידול), איליה ברסלבסקי, ירין עודי, רואן איבראהים, רתם גלרון, נוי מידני, רוני גטניו, מורן בן טולילה, מאי בונומו (קפטנית), עידו ריפין (ראש צוות ביולוגיה),  רוני גרינס, יואב נבות, נעמה יוחאי, גלי אלטמן, ושיר מיכאל.