טכנולוגיה חדישה מציעה שיטה זולה וירוקה לצמצום נזקי הפסולת החקלאית
חדשות
NEWS
מה מעניין אותך?
מחקר
24.05.2022
איך תהפוך הפסולת החקלאית לפלסטיק ביולוגי מתכלה?
- סביבה וטבע
פסולת חקלאית מהווה מטרד תברואתי ואקולוגי שעשוי לגרום לנזקים חמורים. חומרים אורגניים רבים שמושלכים בסביבות חקלאיות, מושכים אליהם אוכלוסיות גדולות של טורפים כגון תנים, ואלה בתורם מפרים את האיזון האקולוגי העדין באותה סביבה חקלאית, אם בטריפה של בעלי חיים אחרים, אם בהסבת נזקים למערכות השקיה ולעתים אף להעברת מחלות. מחקר חדש בהובלת חוקרים מאוניברסיטת תל אביב מציע שיטה מהפכנית להפיכת פסולת חקלאית לפלסטיק ביולוגי מתכלה, שתוכל להיות בעלת יישומים רבים בהנדסה חקלאית, בביוטכנולוגיה ובטיפול במזהמים. השיטה המוצעת, כך מקווים החוקרים, תפחית באופן דרמטי את עלויות ההפקה הקיימות של פסולת מתכלה.
מאצה וממתיק מלאכותי לפלסטיק מתכלה
את המחקר יזמה הדוקטורנטית רימה גנאים מהחוג ללימודי סביבה, שחוקרת פלסטיק מתכלה בהנחייתו של פרופ׳ אלכסנדר גולברג מבית הספר לסביבה ולמדעי כדור הארץ ע"ש פורטר, ובשיתוף פעולה עם פרופ׳ מיכאל גוזין וד״ר ג׳אגאדיש דאס מבית הספר לכימיה בפקולטה למדעים מדויקים ע"ש ריימונד ובברלי סאקלר. שותפים נוספים למחקר הם הדוקטורנטים נביל גנאים ורזאן יונס, שניהם מהמרכז למו"פ אזורי-המשולש בכפר קרע ומאוניברסיטת תל אביב.
"הפסולת החקלאית במדינת ישראל לבדה עשויה להגיע למסות עצומות של מיליוני טונות בשנה. אנחנו מדברים על הפרשות של בעלי חיים, פגרים מתעשיית הבשר, הביצים ותעשיות נוספות, פסולת צמחית ופסולת שנוצרת מבתי בד. כל אלה יחד מייצרים שלל מפגעים שהיינו שמחים להימנע מהם ולכל הפחות לצמצם אותם", מסבירה רימה גנאים.
לדבריה, בפסולת שנוצרת בתעשייה החקלאית ישנו סוכר בשם מניטול, אשר משמש לעתים רבות כממתיק מלאכותי וגם מצוי לעיתים בתרופות. מתברר שכאשר מגדלים חיידק בשם C.ampihlecti על פני מצע המניטול, נוצר בתהליך ביוסינתטי פולימר בשם PHB, וזהו חומר מתכלה שקל יחסית לטפל בו. החיידק בודד מאצה ימית בשם אולבה (ידועה גם כחסה ימית), בעוד המניטול עצמו (שקיים באופן טבעי בפסולת החקלאית), מוצה בניסוי מתוך עלים טבעיים.
"מבחינה כימית, מטרת התהליך הסינתטי שביצענו היא לדמות את השיטה המוצעת. ראשית, מיצינו את המניטול מתוך עלי סלרי ועלי זית, ויצרנו נוזל עתיר בחומר זה. בתוך הנוזל גידלנו תרבית חיידקית. לאחר מכן מיצינו את הפולימר הביולוגי מהתרבית החיידקית על ידי המסה בממס אורגני 'ירוק' ייחודי. אנליזה ספקטרוסקופית שביצענו במעבדה, הוכיחה שאכן זהו ה-PHB המיוחל", מוסיפה גנאים.
יותר ירוק בפחות כסף
המגבלה המרכזית שקיימת כיום בכל הקשור להפקה של PHB בכמויות גדולות היא עלות הייצור הגבוהה. מלבד זאת, חלק מהתהליכים היעילים יחסית שנהוגים בעולם אינם ידידותיים לסביבה. פרופ' גולברג מסביר שבנוסף ליעילותה, השיטה החדשה עתידה לתת מענה לשני חסרונות מרכזיים אלה: היא תפחית באופן דרמטי את עלויות הייצור ובזכות השימוש בממס הטבעי הייחודי בתהליך, היא נחשבת ל'ירוקה'.
"מבחינתנו, יש כאן אמירה משמעותית לפיה חייבים לייצר חומרי גלם חדשים מפסולת ככל הניתן. חשוב מאוד להדגיש שהפתרון שמפחית את הזיהום לא יבוא רק משימוש בפולימרים מתכלים, אלא גם באמצעות צמצום צריכת פלסטיק על ידי כל אחד ואחת מאיתנו. כאן אנחנו מדגישים שניתן גם להפחית פסולת וגם ליצור פולימרים מתכלים שימושיים בתהליך שאיננו מזיק לסביבה", מסכמים פרופ' גולברג ופרופ' גוזין.
מחקר
24.05.2022
נחשף מנגנון המשותף למוטציות בגנים שונים שגורמות בין היתר לאוטיזם ולסכיזופרניה
תרופה ניסיונית שפותחה במעבדה עשויה להתאים לטיפול במגוון תסמונות נדירות הפוגעות בתפקוד המוח
- רפואה ומדעי החיים
חוקרים באוניברסיטת תל אביב, בהובלת פרופ' אילנה גוזס מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית של האדם וביוכימיה בבית הספר לרפואה ומבית הספר סגול למדעי המוח, חשפו מנגנון המשותף למוטציות בגנים ADNP ו-SHANK3שגורמות בין היתר לאוטיזם ולסכיזופרניה... בנוסף מצאו החוקרים שתרופה ניסיונית שפותחה בעבר במעבדתה של פרופ' גוזס יעילה במודל חיות עם מוטציות בגנים אלו ו עשויה להתאים לטיפול במגוון תסמונות נדירות הפוגעות בתפקוד המוח.
לדברי החוקרים, הממצאים המעודדים עשויים להוביל לטיפול יעיל במגוון תסמונות נדירות הפוגעות בתפקוד המוח, וגורמות בין היתר לאוטיזם, לסכיזופרניה, ולמחלות נוירו-דגנרטיביות כמו מחלת האלצהיימר. המאמר פורסם בכתב העת היוקרתי Molecular Psychiatry.
במחקר השתתפו: ד"ר ינינה איבשקו-פחימה, מראם גנאים, ענבר בן-חורין-חזק, אלכסנדרה לובינצבה, נעמי בלייצ'ה, ענבר פישר, גלעד לוי, ד"ר שלמה סרגוביץ', ד"ר גדעון כרמון, וד"ר אליעזר גלעדי מבית הספר לרפואה ומבית הספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב, ד"ר בועז ברק מבית הספר למדעי הפסיכולוגיה ומבית הספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב, וד"ר שולה שצמן מהמחלקה למתמטיקה ומדעי המחשב באוניברסיטה הפתוחה.
פרופ' גוזס: "אוטיזם נגרם במקרים מסוימים על ידי מוטציות בגנים שונים. נכון להיום מוכרות יותר מ-100 תסמונות גנטיות הקשורות לאוטיזם, מהן כ-10 שנחשבות לנפוצות יחסית. במעבדה שלנו אנחנו חוקרים בעיקר את אחת מהן, תסמונת ADNP - שנגרמת על ידי מוטציה בגן ADNP, המשבשת את תפקודו של החלבון ADNPופוגעת במבנה השלד של תאי העצב במוח. במחקר הנוכחי זיהינו מנגנון פגיעה במבנה השלד התאי אשר משותף למוטציה זו, ולמוטציה בגן ידוע נוסף שקשור לאוטיזם ולסכיזופרניה, בשם SHANK3. ההערכה היא כי שני הגנים אחראים לאלפי מקרים של אוטיזם ברחבי העולם."
בשלב הראשון של המחקר נטלו החוקרים תאים מחולים עם תסמונת ADNP. הם מצאו שכאשר החלבון ADNP פגום, נוצרים תאי עצב עם פגיעה במבנה השלד, שמשבשת את תפקודו של המוח. עם זאת, הם גילו שקיימים סוגים שונים של מוטציות ב-ADNP, ובחלקם הפגיעה פחותה.
פרופ' גוזס מסבירה: "מצאנו שמוטציות מסוימות מוסיפות לחלבון ADNP מקטע אשר מגן עליו ומפחית את הנזק דרך קישור לאתר בקרה של מערכת השלד התאי. בין היתר ידוע שאתר בקרה זה קיים גם ב-SHANK3 - חלבון חשוב שנחקר רבות, ומוטציות שלו קשורות לאוטיזם ולסכיזופרניה. הסקנו כי היכולת להיקשר ל-SHANK3 ולחלבונים דומים מספקת הגנה מסוימת מפני נזקי המוטציה."
בשלב הבא מצאו החוקרים אתרים נוספים על פני החלבון ADNP שיכולים להיקשר לחלבון SHANK3 ולחלבונים דומים. אחד האתרים הללו אותר במקטע NAP, המשמש כתרופה ניסיונית (בשם Davunetide) שפותחה אף היא במעבדתה של פרופ' גוזס.
יתר על כן, החוקרים הראו כי טיפול לאורך זמן באמצעות התרופה הניסיונית הביא לשיפור חיובי בהתנהגותם של חיות המודל עם אוטיזם שנגרם ע"י מוטציה ב- SHANK3.
פרופ' גוזס: "במחקרים קודמים הראינו שהתרופה מועילה במקרה של תסמונת ADNP. בעקבות המחקר החדש, אנחנו מאמינים שהתרופה עשויה להועיל במקרה של תסמונת Phelan McDermid שבה 3SHANK עובר מוטציה וגם בתסמונות נוספות הגורמות לאוטיזם במנגנון המשותף."
התרופה הניסיוניתDavunetide קיבלה מעמד של תרופת יתום מה-FDA לטיפול עתידי בתסמונת ההתפתחותית הנדירה ADNP. התרופה מוגנת במגוון פטנטים בחברת רמות שליד אוניברסיטת תל אביב. בשיתוף עם פרופסור גוזס כחוקרת הראשית ויזמים עסקיים הוקמה חברת עתיד - ATED - תרפיוטיקס לפיתוח דבונטיד לתסמונות אוטיסטיות נדירות מחד ולמחלות מוח נפוצות אחרות מאידך.
מחקר
10.05.2022
רוצות להאריך חיים? אל תנחרו
נשים בנות 50 שנוחרות מצויות בסיכון מוגבר ללקות בדום נשימה בשינה
- רפואה ומדעי החיים
עברת את גיל 50? לא כדאי לך לנחור. מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מצא שנשים בגילאי 55 ומעלה שנוחרות בשינה נמצאות בסיכון מוגבר לדום נשימה בשינה, שעשוי לגרום למוות. החוקרות מתריעות ואומרות שברוב המקרים, כיוון שהתופעה מתרחשת במהלך השינה, הנשים שסובלות מהפרעות נשימה בשינה אינן מודעות לכך שהן סובלות מהבעיה ושהן נמצאות בסיכון מוגבר לדום נשימה בשינה.
מה קורה לנו כשאנו ישנות?
המחקר נערך בהובלת ד"ר אלונה אמודי פרלמן, פרופ' אילנה אלי, דר' ג'וואן סולימן וד"ר פסיה פרידמן-רובין מהמחלקה לשיקום הפה בבית הספר לרפואת שיניים ע"ש מוריס ודניאל גולדשלגר בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Journal of Clinical Medicine.
במסגרת המחקר, שכלל מאות נשים, החוקרות בחנו שתי קבוצות של נשים ישראליות: נשים צעירות יחסית בנות 40-20 (כלומר לפני גיל המעבר), ונשים בנות 55 ומעלה, לאחר הפסקת המחזור החודשי. הן מצאו שכ-15% מהנשים המבוגרות מצויות בסיכון משמעותי לדום נשימה בשינה לעומת רק כ-3.5% מהצעירות. בנוסף, הן מצאו כי 11% מהנשים שנוחרות (אחת מכל 10 נשים), נמצאות בסיכון מוגבר לדום נשימה בשינה, לעומת רק 1% בקרב הנשים שאינן נוחרות.
פרופ' אלי מסבירה כי הפרעות נשימה בשינה נעות על ספקטרום רחב - החל בנחירות קלות וכלה בהפרעה החמורה והמסוכנת ביותר – דום נשימה בשינה, שגורם לירידה בריכוז החמצן בדם ועלול להיות מסכן חיים. בנוסף, אם התופעה אינה מאובחנת ומטופלת בזמן, היא עלולה לתרום להתפתחות של מגוון מחלות מערכתיות כמו יתר לחץ דם, מחלות לב ושבץ מוחי.
לדבריה, הקושי באבחון הוא בעיקר היעדר מודעות ותת-דיווח: אנשים שסובלים מהבעיה אינם מודעים לה מכיוון שהיא מתרחשת במהלך השינה. הם עשויים לספר לרופאיהם על עייפות, כאבי ראש, או בעיות שינה, וחשוב שהרופא המטפל יעשה את הקישור, ישאל את השאלות הנכונות, ואף יפנה לאבחון נוסף במקרה של חשד לדום נשימה בשינה.
"היעדרו של אבחון מוקדם בולט במיוחד אצל אחת האוכלוסיות המועדות: נשים מעל גיל 50, שסובלות מעלייה בשכיחות הפרעות נשימה בשינה בעקבות שינויים הורמונליים המתרחשים בגיל המעבר. אנחנו ביקשנו לבחון ולאפיין את התופעה בקבוצה זו במטרה להדליק נורה אדומה בעת הצורך", מסבירה פרופ' אלי.
נוחרות ומסתכנות
במסגרת המחקר המשתתפות מילאו שאלונים ייעודיים, שכללו מגוון שאלות כמו: מה את מרגישה כשאת קמה בבוקר: עייפות, כאב ראש, מתח/נוקשות בשרירי הפנים, הצוואר והלסת? האם את חורקת שיניים בלילה? האם את מתעוררת במהלך הלילה? האם את חשה עייפות או ישנוניות במהלך היום? ושאלת השאלות, שנשים רבות מתביישות לענות עליה: האם את נוחרת? הנתונים שוקללו עם מדדים פיזיים - BMI והיקף הצוואר, שידוע כי הוא מתעבה בגיל המבוגר, וכן נתונים דמוגרפיים כמו עבודה, מספר ילדים, מצב משפחתי ועוד. הממצאים מאפשרים להגדיר שלוש קטגוריות של סיכון לדום נשימה בשינה: נשים המצויות בסיכון גבוה, בינוני ונמוך.
"מצאנו פער משמעותי בין שתי הקבוצות – הצעירות מול המבוגרות יחסית. בין הצעירות 1.8% היו בסיכון גבוה ו-1.8% בסיכון בינוני ללקות בדום נשימה בשינה, ואילו בגיל המבוגר השיעור מזנק ל-5.2% בסיכון גבוה ו-9.5% בסיכון בינוני. במילים אחרות, כ-15% מהנשים המבוגרות נכללו בקטגוריות של סיכון משמעותי", אומרת פרופ' אלי.
בנוסף, החוקרות מצאו מתאם גבוה בין סיכון לדום נשימה בשינה לבין הנטייה לנחור, שאף היא אפיינה יותר את הנשים מעל גיל 50. על פי ממצאים כ-11% מהנשים שנוחרות (אחת מכל 10 נשים), עשויות להימצא בסיכון מוגבר לדום נשימה בשינה. כמו כן, החוקרות מציינות שגם חריקת שיניים בלילה, BMI גבוה, והיקף צוואר גדול יחסית מהווים סימני אזהרה נוספים. לעומת זאת, להפתעתן, לא נמצאו פערים משמעותיים בין שתי קבוצות הנשים בכל הנוגע לעייפות והירדמות במהלך היום – תופעה מובהקת בקרב גברים הסובלים מדום נשימה בשינה.
בעקבות הממצאים פונות החוקרות אל הרופאים, ובעיקר אל אלה המתמקדים באזור הפנים והלסת – רופאי השיניים: "שימו לב לתופעות שעלולות להעיד על סיכון לדום נשימה בשינה. הציגו בפני המטופלות המבוגרות שלכם את השאלות הרלוונטיות, שאיש אינו שואל, כמו: האם את נוחרת? האם את סובלת מכאבי ראש/צוואר כשאת מתעוררת? בקשו מהן למלא שאלון ייעודי לאיתור סיכון לדום נשימה בשינה. שימו לב למצב השיניים – האם הוא עשוי להעיד על חריקת שיניים בלילה? שימו לב לעובי הצוואר, שנוטה להתרחב בגיל המבוגר. ובשורה התחתונה, אם זיהיתם מטופלת שנמצאת בסיכון גבוה, הפנו אותה למומחים לאבחון שינה. כך נוכל לאבחן בזמן נשים שנמצאות 'מתחת לרדאר' בשל היעדר מודעות ותת-דיווח, ולהעניק להן טיפול הולם ומציל חיים".
מחקר
09.05.2022
הגדילו ראש ושרדו
חוקרים גילו כי גודל המוח של בעלי החיים קבע את סיכויי ההישרדות של המינים הגדולים
- מוזיאון הטבע
- סביבה וטבע
- רפואה ומדעי החיים
מה משותף לפיל, לקרנף ולהיפופוטם? שלושתם, יחד עם בעלי חיים גדולים אחרים, שרדו את ההכחדה הנרחבת שהתקיימה בעידן הקרח האחרון. לעומתם, חיות ענק אחרות כמו עצלני קרקע, יונקי כיס במשקל טון, אריה כיס ועוד, נותרו לעד בעידן ההוא ולא הגיעו עד הלום. חוקרים באוניברסיטת תל אביב ובאוניברסיטת נאפולי בחנו את ההכחדה ההמונית של בעלי חיים גדולים בעשרות אלפי השנים האחרונות ומצאו שלמינים שנכחדו היה בממוצע מוח קטן בהרבה בהשוואה למינים ששרדו וקיימים עד היום. החוקרים מקשרים בין גודלו של המוח (בהשוואה לגודל הגוף של כל מין), לאינטליגנציה, ומסיקים כי מוח גדול, שמשמעו - בהשוואה בין מינים שונים של בעלי חיים - אינטליגנציה גבוהה יחסית, סייע למינים ששרדו להסתגל לתנאים המשתנים ולהתמודד עם פעילויות אנושיות כמו ציד, שהיוו גורם מרכזי להכחדה.
משקל כבד לא שורד
המחקר הובל על ידי הדוקטורנט ג'ייקוב דמביצר מאוניברסיטת נאפולי באיטליה ופרופ' שי מאירי מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז וממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב, בשיתוף עם פרופ׳ פסקוואלה ראיה והדוקטורנטית סילביה קסטיגליון מאוניברסיטת נאפולי. המאמר פורסם בכתב העת Scientific Reports.
החוקרים מסבירים שעידן הקרח האחרון התאפיין בהכחדה נרחבת של בעלי חיים גדולים וגדולים מאוד בכל היבשות על פני כדור הארץ (למעט אנטארקטיקה). בין היתר נכחדו באמריקה עצלני קרקע ענקיים ששקלו 4 טון, ארמדילים ענקיים שמשקלם טון, ומסטודונים, באוסטרליה יונק כיס בשם דיפרוטודון במשקל טון, קנגורו ענק, ואריה כיס, ובאירואסיה אייל ענק, קרנף צמרי, ממותות, ופילי ענק שמשקלם הגיע עד 11 טון. בעלי חיים גדולים אחרים, לעומת זאת, כמו פילים, קרנפים, והיפופוטמים, שרדו את אירוע ההכחדה וקיימים עד היום.
עוד מציינים החוקרים כי בחלק מהמקומות מדובר בהכחדה מקיפה במיוחד: באוסטרליה, הקנגורו הוא היום בעל החיים המקומי הגדול ביותר, ובדרום אמריקה השורדים הגדולים ביותר הם הגוואנקו והוויקוניה (הדומים ללאמה שהיא חיה מבויתת), והטפיר, בעוד מינים רבים במשקל חצי טון ומעלה נכחדו כולם.
היתרון האבולוציוני של גודל המוח
"ידוע שרוב ההכחדות היו של בעלי חיים גדולים, ועם זאת, לא ברור מה מבדיל בין המינים הגדולים ששרדו, לבין אלה שנכחדו", אומר ג'ייקוב דמביצר. "אנחנו שיערנו שגמישות התנהגותית, שמתאפשרת על ידי מוח גדול בהשוואה לגודל הגוף, העניקה למינים ששרדו יתרון אבולוציוני: היא אפשרה להם להסתגל לשינויים שהתחוללו בעשרות אלפי השנים האחרונות, ביניהם שינויי אקלים והופעת האדם. במחקרים קודמים הראינו שמינים רבים, ובעיקר מינים גדולים, נכחדו בשל ציד-יתר בידי בני אדם שהגיעו לאזורי המחיה שלהם. במחקר זה בדקנו את השערתנו עבור יונקים לאורך תקופה של כ-120,000 שנה, מהמועד שבו התחיל עידן הקרח האחרון והאדם המודרני התחיל להתפשט לכל רחבי העולם עם נשק קטלני, ועד ל-500 שנה לפני זמננו. ההיפותזה הזאת אף עוזרת לנו להסביר את מספרן הרב של ההכחדות בדרום אמריקה ובאוסטרליה, שכן ליונקים הגדולים שחיו ביבשות אלה היה מוח קטן יחסית".
החוקרים אספו נתונים מהספירות הפלאונטולוגיות ב-50 השנים האחרונות על 50 מיני יונקים נכחדים מכל היבשות, שמשקלם נע בין 11 ק"ג (קיפודן נמלים ענק), עד 11 טון (פיל ישר-חט שחי בין היתר בארצנו), והשוו את גודל קופסת המוח שלהם לזה של 291 מיני יונקים קרובים אבולוציונית ששרדו וקיימים גם היום, במשקל שבין 1.4 ק"ג (ברווזן), ועד 4 טון (פיל אפריקאי). הם הזינו את הנתונים לתוך מודלים סטטיסטים שכללו שקלול לגודל הגוף ולקרבת משפחה בין מינים שונים.
"מצאנו שלבעלי החיים ששרדו אכן יש בממוצע מוח גדול ב-53% מאשר למינים קרובים אבולוציונית בגודל דומה שנכחדו", אומר פרופ' מאירי ומסכם "אנחנו משערים שיונקים עם מוח גדול יותר הצליחו להתאים את התנהגותם ולהתמודד בצורה טובה יותר עם התנאים המשתנים, בעיקר עם ציד בידי אדם ואולי גם עם שינויי אקלים שהתרחשו במהלך התקופה, בהשוואה ליונקים עם מוח קטן יחסית".
