חדשות

NEWS

מה מעניין אותך?

כל הנושאים
אמנויות
מוח
הנדסה וטכנולוגיה
חברה
מדעים מדויקים
ניהול ומשפט
סביבה
רוח
רפואה ומדעי החיים
חיי הקמפוס

חדשות ומחקרים

בחר את סוג הלובי: 
חדשות ומחקרים

מחקר

28.04.2021
המיזם המשולש לאיתור כוכבי הלכת

בפרויקט ראשון מסוגו בחלל, אוניברסיטת תל אביב תתווך בין חלליות הדגל של סוכנות החלל האירופאית ו-NASA

  • מדעים מדויקים

שיתוף פעולה פורץ גבולות ואטמוספירה עומד לקרות בקרוב בחלל: תוכנית של אוניברסיטת תל אביב תתווך בין שתי חלליות, האחת של סוכנות החלל האירופאית (ESA), והשנייה של סוכנות החלל האמריקאית (NASA), במטרה להצליב בין הנתונים המגיעים משתי חלליות הדגל של הסוכנויות. שיתוף הפעולה נעשה בהובלת שלשה חוקרים מהפקולטה למדעים מדויקים ע"ש ריימונד ובברלי סאקלר, פרופ' (אמריטוס) צבי מזא"ה, פרופ' שי צוקר ותלמיד המחקר אביעד פנחי, והוא  מאפשר איתור מדויק ומהיר יותר של כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש.

 

כשחללית אחת היא העיניים של השנייה

TESS, חללית המחקר של NASA, האמונה על גילוי כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש, אינה יכולה לצפות בכוכבי הלכת עצמם. במקום זאת, היא מגלה כוכבי לכת המקיפים שמשות רחוקות לפי כמות האור הנפלט מהשמשות לאורך זמן. כוכבי הלכת מסתירים חלקית את אותן שמשות כשהם עוברים על פניהן וכך גורמים לירידה מחזורית קטנה בעצמת האור המגיע אלינו. אבל בחלק מן המקרים, הירידה בעצמת האור הנמדדת על ידי החללית נגרמת בעקבות שינויים בעוצמת האור של כוכבים שכנים ולא כתוצאה מנוכחותו של כוכב לכת, בגלל איכות הצילום של הטלסקופ שעל החללית.

 

כדי לאמת את נוכחותו של כוכב הלכת יש צורך בתצפיות מעקב נוספות מכדור הארץ, דבר הדורש הרבה זמן ומשאבים. בזמן ש-TESS תרה אחר פלנטות סביב כוכבים אחרים, Gaia, חללית המחקר של סוכנות החלל האירופאית, ממפה את מבנה הגלקסיה שלנו, גלקסיית שביל החלב. היא עושה זאת על ידי מדידת המרחק ועוצמת האור של למעלה ממיליארד כוכבים בפירוט שלא היה כמוהו, אך קצב הצילום שלה נמוך בהרבה מזה של TESS.

 

קבוצת המחקר של אוניברסיטת תל אביב בהובלתו של פרופ' צבי מזא"ה, יצרה שיתוף פעולה בין שתי סוכנויות החלל המובילות בעולם. הקבוצה בנתה מערכת להצלבת נתונים מהחללית Gaia, שלה כושר הפרדה יוצא דופן בצילומיה והיא מסוגלת להבחין בין הכוכבים (השמשות), לבין הנתונים על כוכבי הלכת הפוטנציאלים מהחלליתTESS . הצלבת הנתונים מאפשרת ניפוי מהיר של המקרים שבהם מדובר בשמשות שכנות ולא בכוכבי לכת. שיתוף הפעולה שהחל לפעול בימים אלה כבר הניב זיהוי של כוכבים שהתעממות האור שלהם נגרמה על ידי כוכבים שכנים ולא על ידי כוכבי לכת, וכן כוכבים שאכן קיימים סביבם כוכבי לכת.

 

צעד קטן לאנושות, צעד גדול לקידום המדע

"זהו פרויקט מרגש מאוד. יצרנו מערכת שמצליבה בין נתונים המגיעים משתי החלליות המובילות בתחומן, Gaia ו-TESS, אשר כל אחת מהן משלימה את החסר עבור החללית השנייה לכדי תמונת מצב שלמה ומדויקת. כל הנתונים מתנקזים אלינו ומעובדים אצלנו, וכבר הגענו ללא מעט תוצאות שכל הצדדים מרוצים מהם", אומר בהתרגשות אביעד פנחי. "בהתחלה לא האמנתי שנצליח לגרום לשתי סוכנויות החלל לשתף פעולה, אבל ההתלהבות של פרופ' מזא"ה מדבקת, מה שהוביל לכך שבנינו את המערכת שלנו עוד לפני ששיתוף הפעולה יצא רשמית לפועל, ובסופו של דבר גם הם נסחפו בהתלהבות".

 

"היכולות והמטרות של Gaia ושל TESS הן שונות אך משלימות. הרעיון לשלב את הכוחות של שתי החלליות הללו עלה אצלנו לפני שנתיים ולאחר מאמצים רבים שיתוף הפעולה הזה רואה אור כעת. מטרת העל שלנו היא לקדם את המדע עבור האנושות כולה. זהו אירוע מרגש ומשמח ביותר ואנו גאים להיות החוליה המקשרת שמאפשרת אותו", מוסיף פרופ' שי צוקר, ומחזק את דבריו פרופ' צבי מזא"ה: "זהו מאמץ בינלאומי אדיר, אשר אנחנו מהווים את החוליה המקשרת שלו. אני נרגש לראות את שיתוף הפעולה הזה קורם עור וגידים ומניב תוצאות. משמח אותי לראות שהצלחנו להגיע לעמק השווה למען קידום האנושות בתחום חקר החלל."

 

סחפו אחריהם את סוכנויות החלל הגדולות. מימין: אביעד פנחי (צילום: גל בירנאום), פרופ' שי צוקר ופרופ' צבי מזא"ה

אצטלן מהמין Polycarpa mytiligera (צילום: טל זקין)

מחקר

26.04.2021
מאחד יוצאים שלושה

נמצא בעל חיים שמסוגל לחדש את כל איבריו, אפילו אם מחלקים את גופו לשלושה חלקים

  • סביבה
  • רפואה ומדעי החיים

תגלית יוצאת דופן במפרץ אילת: חוקרות מאוניברסיטת תל אביב גילו מין של אצטלן, בעל חיים ימי ונפוץ במפרץ אילת, המסוגל לחדש את כל איבריו, אפילו אם מחלקים אותו לשלושה חלקים. בקרב בעלי החיים חסרי החוליות, נחשב האצטלן לקרוב ביותר אלינו, בני האדם, מבחינה אבולוציונית. המחקר נערך בהובלת פרופ' נועה שנקר, פרופ' דורותה הושון-פופקו וטל גורדון מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט.

 

משלים את החסר

ישנם מאות מינים של אצטלנים, והם נמצאים בכל האוקיאנוסים והימים. כל מי שאי פעם פקח עיניים מתחת למים ראה אצטלנים מבלי לדעת, כיוון שהם לרוב מסווים את עצמם כגבשושיות על פני הסלעים ולכן קשה לזהותם.

 

"האצטלן הוא אורגניזם פשוט בעל שני פתחי גוף: כניסה ויציאה", מספרת טל גורדון, שהמחקר החדש היה חלק מעבודת הדוקטורט שלה. "בתוך הגוף יש איבר מרכזי שדומה למסננת פסטה. האצטלן שואב את המים דרך פתח הכניסה, המסננת מסננת את חלקיקי המזון שנשארים בגוף, והמים הנקיים יוצאים מפתח היציאה. עם זאת, לאצטלן יש גם מערכות מורכבות כמו מערכת עיכול, מערכת עצבים ולב. בקרב בעלי החיים חסרי החוליות, הם נחשבים לקרובים ביותר אלינו מבחינה אבולוציונית".

 

"מדובר בתגלית מסעירה, שכן זהו בעל חיים השייך למערכת המיתרניים - בעלי חיים עם מיתר גב - הכוללת גם אותנו היונקים", מסבירה פרופ' נועה שנקר. "יכולת חידוש איברים נפוצה בעולם החי, וגם בקרב מיתרניים ניתן למצוא בעלי חיים המחדשים איברים כמו השממית, שיודעת לבנות זנב חדש. אבל עד כה לא נתקלנו בכאלה שמחדשים מערכות גוף שלמות. כאן מצאנו בעל חיים מיתרני, שיכול לחדש את כל איבריו אפילו אם מפרידים אותו לשלוש חתיכות, כך שכל חתיכה יודעת בדיוק איך להשלים את כל מערכות הגוף החסרות ובזמן קצר".

 

בעל החיים במחקר החדש הינו אצטלן מהמין Polycarpa mytiligera, הנפוץ מאד בשונית האלמוגים באילת. ממצאי התגלית המפתיעה התפרסמו בכתב העת המוביל Frontiers in Cell and Development Biology.

 

ישנם מאות מינים של אצטלנים בכל האוקיאנוסים והימים. טל גורדון ואצטלנים במפרץ אילת. צילום: טל זקין

 

ממציא את עצמו מחדש

מחלקת האצטלנים מפורסמת ביכולת הרגנרציה שלה, אלא שעד כה היכולות הללו זוהו בעיקר ברבייה אל-מינית. מעולם לא התגלתה קודם לכן יכולת רגנרציה גבוהה כל כך בבעל חיים מיתרני שמתרבה ברבייה מינית בלבד.

 

"ישנם מינים של אצטלנים המבצעים רגנרציה פשוט כדי להתרבות", אומרת גורדון. "אלו הם מינים בעלי אורח חיים מושבתי: פרטים רבים זהים המקושרים ביניהם. הם משכפלים את עצמם כדי לגדול. לעומת זאת, האצטלן מאילת, Polycarpa mytiligera, הוא אורגניזם בעל אורח חיים יחידאי, סוליטרי, ללא יכולת רבייה אל-מינית, בדומה לבני האדם".

 

"במחקרים קודמים הראינו שמין זה מסוגל לחדש את מערכת העיכול שלו ואת אזור פתחי הכניסה והיציאה תוך מספר ימים בודדים, אלא שאז רצינו לראות האם הוא מסוגל לחדש את כל מערכות גופו. לקחנו מספר פרטים מאילת וחילקנו לשני חלקים, שבלי בעיה השלימו את החלק החסר. בניסוי לאחר מכן חילקנו כמה עשרות פרטים לשלושה חלקים, שהותירו חלק גוף ללא מרכז עצבים, לב וחלק ממערכת העיכול. ובניגוד לציפיות, לא זאת בלבד שכל חלק שרד את החיתוך כשלעצמו, כל האיברים התחדשו בשלושת החלקים. במקום אצטלן אחד נוצרו שלושה. זה מפתיע מאוד. מעולם לא התגלתה יכולת רגנרציה כזאת בקרב מינים יחידאים שמתרבים ברבייה מינית, בשום מקום בעולם".

 

פרופ' שנקר מסכמת: "משחר האנושות בני האדם מרותקים ליכולת לחדש איברים פגועים או חסרים. רגנרציה היא יכולת מופלאה שיש לנו במידה מאד מוגבלת, והיינו רוצים להבין איך היא עובדת כדי לנסות וליישם אותה גם בגוף שלנו. כל אחד שמכניס את הראש למים עם מסכה במפרץ אילת יכול למצוא את האצטלן המסקרן הזה, אשר יתכן כי נוכל להסיק ממנו לגבי תהליכים של חידוש רקמות שיכולים לסייע למין האנושי".

מחקר

25.04.2021
ננו-חומר חדשני יאפשר הפקה נקייה של דלק מימן לכלי רכב – הדלק הנקי ביותר בעולם

לראשונה: הידרוג'ל ביולוגי פשוט, זול ורב-שימושי מגן על חומרים רגישים מפני החמצן באוויר

  • הנדסה וטכנולוגיה
  • רפואה ומדעי החיים

"גז מימן המופק באמצעות מקורות אנרגיה מתחדשים כמו השמש, נחשב לדלק הנקי ביותר שקיים: צריכתו מייצרת אך ורק אדי מים נקיים, ללא כל פליטות מזהמות," מסביר פרופ' יעקובי. "כבר היום נוסעים בכבישי ארה"ב ואירופה מכוניות ואופניים חשמליים המתודלקים במימן, עם טווח נסיעה של עד 500 ק"מ למיכל. השנה צפויה גם ישראל להצטרף לקהל המשתמשים, עם הקמת התחנות הראשונות בארץ לתדלוק במימן. עם זאת, כיום מיוצר המימן עצמו בתהליכים שצורכים אנרגיה רבה ופולטים לאוויר כמות גדולה של חומרים מזהמים."

 

"מנגד, אנו מכירים תהליכים ביולוגיים נקיים ויעילים לייצור מימן - על ידי פירוק מים (H2O) בעזרת אנזים הקרוי 'הידרוגנאז'; אך השימוש בהידרוגנאז לצורך זה מוגבל מאוד לעת עתה, מכיוון שהוא מנוטרל מיד בנוכחות החמצן המצוי באוויר. במחקר שלנו חיפשנו דרך פשוטה ליצור עבור האנזים הידרוגנאז סביבה מוגנת נטולת חמצן, שבה יוכל לפעול ביעילות ולאפשר ייצור מימן בתהליך נקי."

 

החוקרים מצאו כי חומר ביולוגי רב-שימושי וקל לייצור – די-פפטיד המורכב מרצף קצר של חומצות אמינו, ומסוגל ליצור הידרוג'ל, המגן על חומרים רגישים מפני מגע עם החמצן באוויר שגורם לנזקים רבים. באופן ספציפי נותן המחקר מענה לאתגר המעסיק חוקרים בכל העולם: הגנה על האנזים הידרוגנאז המאפשר הפקה נקייה של דלק מימן, אך מנוטרל מיד בחשיפה לאוויר, ולכן השימוש בו מוגבל ביותר.

 

המחקר הובל על ידי פרופ' יפתח יעקובי מבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון בפקולטה למדעי החיים ופרופ' ליהי אדלר-אברמוביץ מבית הספר לרפואת שיניים בפקולטה לרפואה ומהמרכז לננו-מדע ולננוטכנולוגיה, ובוצע על ידי תלמידי המחקר ד"ר אורן בן-צבי, יצחק גרינברג וחוקרים נוספים מאוניברסיטת טקסס A&M וממכון מיגל למחקר מדעי בגליל. המאמר התפרסם בכתב העת היוקרתי ACS Nano. המחקר בוצע בתמיכת האקדמיה הלאומית למדע ומשרד האנרגיה.

 

הגנה מפני מגע ישיר עם החמצן

החוקרים בחרו להתמקד בחומר ביולוגי מוכר, פשוט ורב-שימושי – די-פפטיד,  כלומר חומר המורכב משתי חומצות אמינו, ששמו Fluorenylmethyloxycarbonyl-diphenylalanine, אשר ידוע כאבן בניין לננו-סיבים המרכיבים הידרוג'ל – ג'ל מבוסס-מים. במעבדתה של פרופ' ליהי אדלר-אברמוביץ, העוסקת בפיתוח ננו-חומרים, הוכנס האנזים הידרוגנאז לתוך תמיסה המכילה את אבני הבניין של ההידרוג'ל. אבני הבניין הסתדרו מעצמן בתהליך מהיר של הרכבה עצמית ובנו הידרוג'ל, שבו שזור האנזים הידרוגנז. תכונותיו של ההידרוג'ל החדש נבחנו במעבדה ובאמצעות סימולציה ממוחשבת.

 

"כשחושפים תמיסת הידרוגנאז לאוויר, החמצן מנטרל אותו תוך שניות בודדות. התהליך שביצענו במעבדה ארז למעשה את ההידרוגנאז בהידרוג'ל שכלא את מולקולות החמצן בתוכו," מסבירה פרופ׳ אדלר-אברמוביץ. "כך הגן ההידרוג'ל על ההידרוגנאז מפני מגע ישיר עם החמצן, והאנזים לא נוטרל מיד, אלא שרד במים במשך שעות. זו הפעם הראשונה שמתגלה חומר ביולוגי כה פשוט וקל לייצור שמסוגל להגן על חומרים רגישים מפני תהליכי חמצון."

 

"האפשרות להגן על האנזים הידרוגנאז מפני החמצן שבאוויר ובמים פותחת פתח לשימוש נרחב בהידרוגנאז להפקת דלק מימן – דבר שעשוי להגדיל משמעותית את תפוצת כלי הרכב המונעים במימן – הדלק הנקי ביותר בעולם. בנוסף, המנגנון והכלים שהתגלו במחקר עשויים לתמוך ביישומים רבים נוספים, בהם נדרשת הגנה על חומרים רגישים לחמצן, כגון: הגנה על מצננים במכוניות מפני חלודה, שינוע חמצן, אריזות מזון המשמרות טריות ועוד, "מסכם פרופ' יעקובי.

מחקר

25.04.2021
לראשונה: חוקרים זיהו את החלבונים שגורמים למחלות מעיים

התגלית תאפשר יצירת תרופות חכמות שינטרלו את החלבונים וימנעו מחלה, מבלי להשתמש באנטיביוטיקה

  • רפואה ומדעי החיים

מחלות מעיים נגרמות על ידי חיידקים פתוגניים שנצמדים לתאי המעיים שלנו. לאחר ההיצמדות, החיידקים משתמשים במעין מזרק מולקולרי כדי להזריק לתאי המעיים חלבונים הנקראים "אפקטורים". אותם אפקטורים עובדים יחד כדי להשתלט על התא הבריא, כמו פצחנים שמשתלטים על שרתי מחשב באמצעות שילוב של שורות קוד, אלא שעד היום מדענים לא ידעו מהו שילוב החלבונים שמפצח את מנגנוני ההגנה של התא.

 

כעת, חוקרים מאוניברסיטת תל אביב יצרו פלטפורמת בינה מלאכותית שיודעת לזהות את החלבונים הספציפיים שמאפשרים לחיידקים להדביק את המעיים.  פלטפורמת הבינה המלאכותית זיהתה אפקטורים חדשים בחיידק, שנבדקו והוכחו באופן ניסויי. בהמשך, בניסויי מעבדה שנערכו בלונדון נחזו בהצלחה שילובי חלבונים שמובילים להשתלטות החיידקים הפתוגניים על המעיים.

 

במחקר, שהתפרסם בכתב העת היוקרתי בעולם Science, השתתפו הדוקטורנטית נעמה וגנר ופרופ' טל פופקו, ראש בית הספר למחקר ביו-רפואי ולחקר הסרטן ע"ש שמוניס בפקולטה למדעי החיים ומהמרכז החדש למדעי המידע באוניברסיטת תל אביב. השותפים הבינלאומיים למחקר היו חוקרים מהאימפריאל קולג' (בהובלת פרופ' גד פרנקל) ומהמכון לחקר הסרטן בלונדון, וכן חוקרים מהאוניברסיטה הטכנית ומהמרכז הלאומי לביוטכנולוגיה במדריד.

 

לזהות את כלי הנשק של החיידק

"במחקר הזה התמקדנו בחיידק שמחולל מחלות מעיים בעכברים, קרוב משפחה של החיידק  E. coli שמחולל מחלות מעיים בבני אדם – כדי לא לעבוד ישירות עם החיידק הפתוגני לבני אדם", מסבירה הדוקטורנטית נעמה וגנר. "הבינה המלאכותית שיצרנו יודעת לחזות אפקטורים במגוון חיידקים מחוללי מחלות, כולל חיידקים שתוקפים צמחים בעלי חשיבות כלכלית. החישובים שלנו התאפשרו הודות לכלים מתקדמים של למידת מכונה, שעשו שימוש במידע גנומי של מספר רב של חיידקים. השותפים שלנו באנגליה הוכיחו ניסויית שהלמידה שלנו הייתה מדויקת ביותר ושהאפקטורים שזיהינו הם אכן כלי הנשק של החיידק".

 

"חיידקים פתוגניים מטופלים על ידי אנטיביוטיקה", אומר פרופ' טל פופקו. "אבל אנטיביוטיקה הורגת מספר רב של מיני חיידקים, ובתקווה גם את החיידקים מחוללי המחלות. כך שאנטיביוטיקה אינה רובה כי אם תותח. בנוסף, שימוש-יתר באנטיביוטיקה גורם להתפתחות חיידקים בעלי עמידות לאנטיביוטיקה, בעיה כלל-עולמית שהולכת ומחריפה. הבנת הבסיס המולקולרי של המחלה הינו שלב הכרחי לפיתוח תרופות חכמות יותר מאנטיביוטיקה, שלא יפגעו בכלל אוכלוסיות החיידקים במעיים. הפעם גילינו את האפקטורים של חיידקי מעיים שתוקפים מכרסמים, אבל זאת רק ההתחלה ואנחנו כבר עובדים על גילוי אפקטורים בחיידקים אחרים, בניסיון להבין טוב יותר כיצד הם מבצעים את זממם בתאי המטרה אותם הם תוקפים".

מחקר

25.04.2021
האם נוכל לעקור את הסרטן מהשורש?

מחקר פורץ דרך החושף כי שורשי צמחים גדלים בתנועת הברגה, יהווה מודל לחקר תהליך חדירת תאי סרטן לרקמות

  • רפואה ומדעי החיים

במחקר בינתחומי שבוצע באוניברסיטת תל אביב, חברו חוקרים מבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז לעמיתיהם מהמחלקה למיקרוביולוגיה קלינית ואימונולוגיה מהפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר, במטרה לחקור את מהלך צמיחתם של שורשי הצמחים. חוקרי הצמח נעזרו במודל חישובי שנבנה על ידי חוקרי סרטן עבור תאים סרטניים, ויישמו אותו על תאים בשורשי הצמח. בתצפית רזולוציית תא בודד הם גילו כי השורש גדל בתנועת הברגה, ממש כמו מקדחה החודרת לקיר. המחקר, שמקדם משמעותית את המחקר בצמחים הן בהיבט הסביבתי והן בכל הנוגע לקידום החקלאות ולהזנת האוכלוסייה, יאפשר כעת לבחון את המודל גם על תאים סרטניים ואופן חדירתם לרקמות בריאות הסמוכות אליהם.

 

תוך כדי תנועה

המחקר הובל על ידי פרופ' אילון שני מבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון, ופרופ' אילן צרפתי מהמחלקה למיקרוביולוגיה קלינית ואימונולוגיה, ובוצע בשיתוף עם חוקרים מארה"ב, מאוסטריה ומסין.

 

החוקרים בקבוצתו של פרופ' שני השתמשו בצמח מודל הקרוי ארבידופסיס. הם סימנו את הגרעינים של תאי השורש באמצעות חלבון פלואורסצנטי, ועקבו אחר תהליך הצמיחה ותנועת התאים בקצה השורש באמצעות מיקרוסקופ רב-עוצמה (כ-1000 תאים בכל הדמיה).

 

כמו כן, כדי לבחון מה גורם לתנועה ומבקר אותה, הם התמקדו בהורמון מוכר בשם אוקסין, הידוע כמווסת התפתחות בצמחים. הם בנו במספר תאים נבחרים מערכת גנטית המאפשרת הפעלה וכיבוי של ייצור אוקסין (כמו מתג), ואחר כך עקבו אחר השפעת ההפעלה והכיבוי על אלף התאים שבקצה השורש, בארבעה ממדים: שלושת ממדי המרחב וממד הזמן. אחרי כל הפעלה או כיבוי של האוקסין, צולם כל אחד מאלף התאים בווידאו לאורך 6 עד 24 שעות, וכך הצטברה כמות עצומה של חומר מצולם.

 

בשלב הבא נעזרו החוקרים בכלים החישוביים שהעמיד לרשותם פרופ' צרפתי, שפותחו במעבדתו לצורך מעקב אחר התפתחות גידולים סרטניים, וניתחו באמצעותם את קבצי ההדמיה שהתקבלו בניסוי. כך למעשה הצליחו לראשונה לצפות במו עיניהם בתנועת ההברגה של השורש, וכן לכמת ולמפות באופן מדויק כ-30 פרמטרים של צמיחת השורש בזמן ובמרחב, בהם תאוצה, אורך, שינויים במבנה התא, קואורדינציה בין התאים במהלך הצמיחה ומהירות התנועה - זאת לכל אחד מאלף התאים בקצה השורש. הממצאים אף איפשרו להם להעריך במדויק את תנועת והשפעת האוקסין בשורש ואת האופן בו הוא מבקר את תהליך הגדילה. המאמר פורסם במרץ 2021 בכתב העת היוקרתי Nature Communications.

 

צילום הצמיחה של אלף התאים שבקצה השורש הוביל לגילוי מפתיע

 

קידום המחקר בצמחים ובמלחמה בסרטן

"הכלים החישוביים שפותחו עבור חקר הסרטן אפשרו לנו לראשונה למדוד ולכמת במדויק את הקינטיקה של הצמיחה ולחשוף את המנגנונים המבקרים אותה ברזולוציה של תא בודד. בכך הם קידמו משמעותית את המחקר בצמחים, שנחשב לתחום בעל חשיבות עליונה לחברה הן בהיבט הסביבתי, והן בכל הנוגע לקידום החקלאות ולהזנת האוכלוסייה", מסביר פרופ' שני ומוסיף "במהלך המחקר גילינו תופעה מרתקת שלא נצפתה עד כה ב'לייב': ראינו שהתאים בקצה השורש נעים בתנועת התברגות, כמו מקדח שחודר לאדמה. כמו כן זיהינו כי הורמון האוקסין מבקר את תהליך התברגות קצה השורש. למדנו ומדדנו את כיווני התנועה של אותו הורמון, אשר נע מתא לתא בשורש, על מנת לבקר את גדילת השורש ואת תנועת ההברגה".

 

במעבדתו של פרופ' צרפתי, שמתמקדת בטיפול מותאם בסרטן השד, מנתחים כעת את תוצאות המחקר בשורשים כדי לקדם פיתוח חדש בטיפול בסרטן. "מדובר בשיתוף פעולה סינרגטי שמעצים ומלמד את שני הצדדים", אומר פרופ' צרפתי. "אנחנו עושים השוואות בין תנועת השורשים לתנועת התאים הסרטניים. בצמחים התהליכים מתרחשים הרבה יותר מהר, ולכן הם מהווים עבורנו מודל מעולה. בעקבות ממצאי המחקר, אנו בודקים כעת אפשרות לתנועת הברגה דומה גם בתאים סרטניים ובגרורות, במהלך חדירתם לרקמת בריאות הסמוכות אליהם. אנו חוקרים מנגנונים מולקולריים, שגורמים להיווצרות גרורות של תאי סרטן. החלבון MET גורם לתנועה מוגברת של תאים ולהיווצרות גרורות. לפני כשנתיים אושר הטיפול במעכבים של MET, אך זיהינו כי חולים פיתחו עמידות נגד הטיפול ב-MET. לאחרונה, הצלחנו לבודד סדרה של חלבונים שעובדים ביחד עם חלבון ה-MET והם אלו שגורמים לעמידות לתרופה. כעת אנחנו בודקים גישה חדשה לטיפול בסרטן על ידי עירוב חלבונים אלו. ממצאי המחקר המשותף על תאי הצמחים יסייעו לנו מאוד לשיפור הטיפול בסרטן השד, וגם בסרטנים נוספים, שגם בהם נפוץ חלבון ה-MET".

מחקר

20.04.2021
הווריאנט הבריטי מדבק ב-45% יותר מהנגיף המקורי

על פי מחקר של אוניברסיטת תל אביב שהסתמך על נתונים מכ-300,000 בדיקות קורונה

  • רפואה
  • רפואה ומדעי החיים

מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מגלה כי הווריאנט הבריטי מדבק ב-45% יותר מהנגיף המקורי. החוקרים הסתמכו על נתונים שהתקבלו מכ-300,000 בדיקות קורונה שבוצעו במעבדה לניתוח בדיקות PCR, שהוקמה בקמפוס בשיתוף קבוצת אלקטרה.

 

מעבדת Electra-TAU נפתחה במרץ 2020, מיד עם פרוץ הגל הראשון של המגפה בישראל, ועד כה, ערכה מאות אלפי בדיקות שנאספו מכל רחבי הארץ. הבדיקות הגיעו לאוניברסיטת תל אביב ממתחמי "היבדק וסע" (דרייב-אין) שנפתחו לאוכלוסייה הכללית, וכן מתוכניות ייעודיות כגון מבצע "מגן אבות ואימהות" לבדיקות קורונה שגרתיות בקרב אוכלוסיות בסיכון, כמו בתי אבות.

 

את המחקר החדש ערכו פרופ' אריאל מוניץ ופרופ' מוטי גרליץ מהמחלקה למיקרוביולוגיה ואימונולוגיה בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר יחד עם ד"ר דן ימין והדוקטורנט מתן יחזקאל מהמעבדה לחקר התפשטות מגפות במחלקה להנדסת תעשייה באוניברסיטת תל אביב. תוצאות המחקר התפרסמו בכתב העת החשוב Cell Reports Medicine.

 

"אנחנו משתמשים בערכה שבודקת שלושה גנים ויראליים," מסביר פרופ' אריאל מוניץ. "בווריאנט הבריטי, הידוע גם בשם B.1.1.7, אחד משלושת הגנים הללו, גן ה-S, נמחק כתוצאה מהמוטציה. באופן הזה יכולנו לעקוב אחר התפשטות הווריאנט באוכלוסייה גם מבלי לערוך ריצוף גנטי".

 

לדבריו מהנתונים שהתקבלו במעבדה עולה כי ההתפשטות של הווריאנט הבריטי הייתה מהירה ביותר: ב-24 בדצמבר 2020 רק 5% ממקרי ההדבקה המאומתים בקורונה היו של הווריאנט הבריטי. בתוך שישה שבועות, בינואר 2021, הווריאנט הזה היה אחראי ל-90% מהדבקות הקורונה בישראל. היום הנתונים מצביעים על 99.5%.

 

"על מנת להסביר את העלייה הדרמטית, ערכנו השוואה בין מקדם ה-R של וירוס ה-SARS-CoV-2 למקדם ה-R של הווריאנט הבריטי. כלומר שאלנו את עצמנו: כמה אנשים בממוצע מדביק כל אדם שנדבק בווריאנטים השונים? ומצאנו כי הווריאנט הבריטי מדבק ב-45% יותר – כמעט פי 1.5".

 

בשלב השני, החוקרים פילחו את ההדבקה לפי קבוצות גיל. התוצאות הראו שנקודת שינוי המגמה בתחלואה אצל אוכלוסייה מעל גיל 60 בהשוואה ליתר קבוצות הגיל התרחשה לאחר שבועיים מקבלת החיסון הראשון בקרב 50% מבני ה-60 ומעלה בישראל.

 

"עד חודש ינואר ראינו תלות ליניארית של כמעט 100% בין קבוצות הגיל השונות בתחלואה חדשה לאלף איש", מספר ד"ר דן ימין. "שבועיים אחרי ש-50% מבני ה-60 ומעלה קיבלו את מנת החיסון הראשונה, המגמה נשברה באופן חד ומובהק. במהלך ינואר חלה ירידה דרמטית במספר המאומתים בני ה-60 ומעלה, לצד המשך עלייה במספר המאומתים של יתר האוכלוסייה. במילים פשוטות, מכיוון שמעל ל-90% מנפטרי הקורונה הינם מעל גיל 60, ניתן לומר שהחיסון חסך תמותה של מאות אנשים – אפילו בטווח הקצר".

 

ניטור אקטיבי באוכלוסיות בסיכון

יתרה מכך, המחקר החדש מוכיח כי ניטור אקטיבי באוכלוסיות בסיכון עובד. "יש ערך סף שלפיו מחליטים אם בדיקה היא חיובית או שלילית", אומר פרופ' מוניץ. "ככל שהערך הזה נמוך יותר, הדבר מעיד על עומס נגיפי גבוה יותר. כאשר השווינו את ערכי הסף של הגנים השונים בקרב אוכלוסיות בני ה-60 ומעלה מבתי האבות אל מול הערכים המתקבלים מבני ה-60 ומעלה באוכלוסייה הכללית, ראינו שערכי הסף בבדיקות שנדגמו מבתי האבות היו גבוהים יותר באופן משמעותי. פירושו של דבר שהעומס הנגיפי היה נמוך יותר בבתי אבות בהשוואה לשאר האוכלוסייה.

 

מאחר שבבתי אבות מבצעים בדיקות שגרתיות, לעומת בדיקות באוכלוסייה הכללית שנערכות לרוב כאשר מישהו לא מרגיש טוב או בא במגע עם חולה מאומת, אנחנו מסיקים שניטור מתמיד של אוכלוסייה בסיכון – עובד. חשוב להדגיש: העומס הנגיפי הנמוך יחסית בבתי האבות נצפה למרות שהווריאנט הבריטי החל להתפשט בתקופה ההיא בכלל האוכלוסיות. לפיכך, אנחנו מראים שניטור של בתי אבות, יחד עם מבצע חיסון המתמקד באוכלוסיות פגיעות תחילה, חוסך תחלואה ותמותה".

 

"בגלל הצפיפות, משקי הבית הגדולים והתפלגות הגילאים באוכלוסייה בישראל, לקורונה תנאים נוחים יותר להתפשט אצלנו מאשר במרבית מדינות המערב. הבשורה שלנו לעולם היא שאם בתנאי הפתיחה הקשים שלנו זוהתה המגמה, בשאר מדינות המערב בוודאי ניתן לצפות לשבירת העקומה ולירידה דרמטית בתחלואה הקשה ובתמותה כבר לאחר חיסון של 50% מהאוכלוסייה המבוגרת, לצד קיום בדיקות ייעודיות במרכזי הסיכון – וזאת למרות שהווריאנט הבריטי מדבק כל כך," מסכם ד"ר ימין. 

 

מחקר

19.04.2021
במהירות העור

טכנולוגיה אופטית חדשנית תאפשר אבחון אוטומטי ומיידי של מלנומה

  • מדעים מדויקים
  • רפואה ומדעי החיים

סרטן המלנומה נחשב לחמור ולקטלני ביותר מבין סרטני העור הממאירים, וכ-200,000 מקרים חדשים שלו מתגלים מדי שנה בעולם. חשיבות הגילוי המוקדם קריטית להצלחת הטיפול ולהצלת חיי המטופל, אך נכון להיום נאלצים החולים להסיר תחילה את הנגע ולהמתין לתוצאות בדיקה פתולוגית שמאפשרת אבחון סופי. פיתוח טכנולוגי חדש צפוי לחולל מהפכה בתחום. צוות המעבדה של פרופ' אברהם קציר מבית הספר לפיזיקה ואסטרונומיה בפקולטה למדעים מדויקים ע"ש ריימונד ובברלי סאקלר, פיתח טכנולוגיה אופטית חדישה שיכולה להבחין בין סוגי סרטן עור: מלנומה וסרטנים מסוכנים פחות. מדובר באבחון מהיר, בלתי פולשני ושאינו כרוך בכאב. הטכנולוגיה כבר נוסתה בהצלחה על כמאה מטופלים בבית חולים מרכזי בישראל, וכעת מתכננים החוקרים לאמת את השיטה במדידות על מאות חולים.

 

לצבוע את הסרטן

לדבריו של פרופ' קציר, במקרה של מלנומה, אבחון מיידי יכול להציל חיים. "כאשר מתגלה בבדיקה שגרתית על ידי רופא עור נגע חשוד, הוא מוסר בניתוח קטן ונשלח לבדיקה מעבדתית. פתולוג מאבחן את הנגע וקובע אם זו מלנומה. כאשר מזהים מלנומה מוקדם, כשהיא עדיין שטחית ועובייה קטן מ-1 מ"מ ומסירים אותה - אזי מרבית החולים מחלימים. אבחון מאוחר, כשעובי המלנומה גדול מ-1 מ"מ, מקטין בהרבה את סיכויי ההחלמה ומסכן חיים".

 

"המחשבה שהנחתה אותנו בפיתוח הטכנולוגיה הייתה שבתחום הנראה יש לחומרים שונים צבעים שונים, אבל בתחום האינפרא-אדום יש לחומרים שונים מעין "צבעים" אחרים, שתלויים בהרכב הכימי של כל חומר", מסביר פרופ' קציר. "על כן הערכנו שאם נערוך מדידות באמצעות מכשירים המסוגלים לזהות "צבעים" אלו, יהיו לעור בריא ולכל אחד מהנגעים השפירים והממאירים "צבעים" שונים, מה שיאפשר לנו לזהות מלנומה".

 

קבוצת המחקר של פרופ׳ קציר פיתחה סיבים אופטיים ייחודיים, השקופים לאינפרא-אדום. הקבוצה, בשיתוף הפיזיקאים פרופ' יוסף רייחלין מאוניברסיטת אריאל, ד"ר מקס פלטקוב מהקריה למחקר גרעיני וסבטלנה בסוב מקבוצת קציר, פיתחה מערכת המבוססת על סיבים אלו ואשר מתאימה לצרכי מדידות על עור. החוקרים חיברו קצה אחד של סיב כזה למכשיר למדידת "צבעים" באינפרא-אדום, והקצה השני נגע קלות, למשך שניות אחדות, בנגע על עורו של חולה. הסיב איפשר לבדוק מיד את ה"צבע" של הנגע.

 

מהיר ולא פולשני. פרופ' קציר משתמש בטכנולוגיה החדשה לזיהוי סוג הנגע העורי

 

'טביעת אצבע' צבעונית

לדבריו של פרופ' קציר, ניסויים קליניים נעשו על נגעי עור חשודים בכמאה חולים. הפיזיקאים ביצעו בעזרת המערכת החדשה מדידות של ה"צבע" של כל אחד מנגעים אלו, לפני שהם הוסרו ונשלחו לבדיקה פתולוגית. כשהגיעו התוצאות, ראו החוקרים כי לכל הנגעים שנקבעו בפתולוגיה שהם מסוג מסוים, למשל מלנומה, יש "צבע" אופייני באינפרא-אדום, בעוד שלכל אחד מהנגעים מסוגים אחרים יש "צבע" אחר.

 

"טכנולוגיה זו מעניקה מעין 'טביעת אצבע' המאפשרת אבחון ברור של הנגעים השונים, בעזרת מדידת הצבעים האופייניים", מדגיש פרופ' קציר. "באופן זה, ניתן לאבחן נגעים בשיטה אופטית בלתי פולשנית, והרופא והמטופל מקבלים את התוצאה באופן אוטומטי ומיידי. זאת בניגוד לבדיקה השגרתית כיום, הכרוכה בניתוח ובאבחון פתולוגי שלוקח זמן רב".

 

"מלנומה היא סרטן עור מסכן חיים ועל כן חשוב מאד לאבחן אותה מבעוד מועד, כאשר היא עדיין שטחית. המערכת החדשנית תאפשר לכל רופא עור לקבוע אוטומטית את אופיו של נגע חשוד, ובמיוחד האם הוא מלנומה. למערכת יש פוטנציאל לחולל שינוי דרמטי בתחום האבחון והטיפול בסרטן עור, ואולי גם בסוגים אחרים של סרטן. האתגר הגדול יהיה להפוך את הטכנולוגיה, שהיא עדיין יקרה, לכזו שייעשה בה שימוש בכל בית חולים או בכל קליניקה", מסכם פרופ' קציר.

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 >>
אוניברסיטת תל-אביב, רחוב חיים לבנון 30, 6997801.
UI/UX Basch_Interactive