מחקרים

RESEARCH

מה מעניין אותך?

כל הנושאים
אמנויות
מוח
הנדסה וטכנולוגיה
חברה
מדעים מדויקים
ניהול ומשפט
סביבה וטבע
רוח
רפואה ומדעי החיים
מוזיאון הטבע

מחקר

02.01.2023
מה פוגע בתועלת של כלכלת שיתוף המזון?

חלק ניכר מהתועלת הסביבתית של הנוהג הירוק מתבטל עקב שימוש בכסף למטרות בעלות השפעה סביבתית שלילית

  • סביבה וטבע

חוקרות מאוניברסיטת תל אביב ומאוניברסיטת בן-גוריון בחנו מהי התועלת האמיתית שבכלכלת שיתוף המזון הדיגיטלית – כאשר אנשים מפרסמים ומעבירים לאחרים מצרכים עודפים במקום להשליכם לפח. האם, או עד כמה מדובר בנוהג ירוק מומלץ שחוסך משאבים ומפחית משמעותית את הפגיעה בסביבה? החוקרות התמקדו באפקטיביות של שיתוף מזון, על פי שלושה מדדים סביבתיים: חיסכון במים ובמשאבי קרקע, והפחתת ההתחממות הגלובלית. הן מצאו ששיעור ניכר מהתועלת מתקזז כאשר הכסף שנחסך כתוצאה מהשיתוף משמש למטרות בעלות השפעה סביבתית שלילית.

 

המחקר הובל על ידי תמר משולם, בהנחיית ד"ר ורד בלאס מבית הספר פורטר לסביבה ולמדעי כדור הארץ באוניברסיטת תל אביב וד"ר תמר מקוב מאוניברסיטת בן-גוריון, ובשיתוף עם ד"ר דוד פונט-ויונקו, מומחה בתחום אפקט הריבאונד. המאמר זכה בפרס 'המאמר הטוב ביותר' בכנס PLATE  (Product Lifetimes and the Environment) ופורסם בכתב העת Journal of Industrial Ecology.

 

תמר משולם מסבירה: "בזבוז מזון הוא כיום בעיה סביבתית בוערת ביותר. כולנו משליכים מזון – מהחקלאי בשדה, ועד לצרכן בביתו. בסך הכול כשליש מהמזון המיוצר בעולם הופך לאשפה, המייצרת כ-10% מגזי החממה שנפלטים לאטמוספירה. זאת ועוד: האדם מגדל מזון על כ-50% מקרקעות כדור הארץ שאינן מדבריות או קרחונים, והשטח המשמש לגידול המזון המבוזבז שווה בגודלו לשטחה העצום של קנדה! לכן חשוב כל כך לחפש פתרונות, וגם לבחון את יעילותם של פתרונות קיימים."

 

ד"ר מקוב: "פלטפורמות אינטרנטיות לשיתוף מזון זוכות לפופולריות בכל העולם, ונחשבות למענה נגיש ויעיל לבעיה הקריטית של בזבוז מזון. התועלת שהן מביאות, הן בהיבט הסביבתי והן בהיבט החברתי, היא רחבה ומגוונת: הצלת מזון ומניעת בזבוז, דמוקרטיזציה של מערכת המזון, והפחתת ייצור המזון והפצתו – פעילות שמכלה משאבי טבע וגורמת נזק רב לסביבה. במקביל הן גם חוסכות למשתמשים לא מעט כסף - שכן הם מקבלים מוצרים קיימים בחינם במקום לרכוש מוצרים חדשים."

 

כוונות טובות, תוצאות חלשות

ד"ר בלאס מוסיפה: "הכוונות טובות, היתרונות ברורים, ועם זאת נשאלת השאלה: למה משמש הכסף שנחסך? האם ייתכן שהוא משמש, לפחות בחלקו, למטרות עם השפעות סביבתיות שליליות שלמעשה מבטלות את התועלת שבשיתוף? דוגמה קטנה לצורך המחשה: נאמר שזוג צעיר התקיים במשך חודש ימים אך ורק ממזון שהושג בחינם דרך פלטפורמת שיתוף, ואז החליט להשתמש בכסף שנחסך כדי לטוס לחו"ל... במקרה כזה ברור שהמטוס שבו יטוסו מייצר זיהום שנזקו לסביבה חמור מכל התועלת שבשיתוף. במחקר זה ביקשנו לבחון את הסוגיה המטרידה הזאת לעומקה."

 

החוקרות בחרו להתמקד באפליקציית OLIO, פלטפורמה בינלאומית לשיתוף מזון, וספציפית בפעילותה בבריטניה בין השנים 2019-2017. בעזרת מגוון מודלים מתחום האקולוגיה התעשייתית הם מדדו את התועלת שהניב החיסכון במזון בשלושה מדדים סביבתיים: התחממות גלובלית, התייבשות מקורות מים, ושימוש בקרקעות. מול נתוני התועלת הסביבתית הן הציבו נתונים סטטיסטיים שמפרסמת הלשכה לסטטיסטיקה בבריטניה תחת הכותרת COICOP (Classification of individual consumption according to purpose) - סיווג הוצאות של משקי בית על פי קטגוריות צריכה.

 

תמר משולם: "המיקום שבו בוצעו שיתופי המזון איפשר לנו לשייך כל שיתוף לאחוזון הכנסה מסוים באוכלוסייה בבריטניה. כך מצאנו שכ-60% ממשתמשי האפליקציה משתייכים לחמשת העשירונים התחתונים, בעוד שכ-40% מהשיתופים בוצעו על ידי חמשת העשירונים העליונים. עוד מצאנו שעשירונים 2 ו-10 ביצעו מספר גדול יחסית של שיתופים, ולכן בחרנו להתמקד בהם, לצד נתונים על כלל האוכלוסייה: על מה הם מוציאים את כספם,  ומה המשמעות של הרגלי הצריכה הללו לגבי החיסכון שמאפשר השיתוף."

 

החוקרות ביצעו מגוון ניתוחים סטטיסטיים, שהניבו ממצאים מרתקים. במקרים רבים נמצא פער ניכר (rebound באנגלית) בין התועלת הסביבתית הצפויה, לבין התועלת שהתממשה בפועל. פער זה השתנה בהתאם לאוכלוסייה ולמדד הסביבתי, ותמר משולם מציינת מספר דוגמאות: עבור האוכלוסייה הכללית קוזזו 68% מהתועלת במדד ההתחממות הגלובלית, כ-35% במדד התייבשות מקורות המים, וכ-40% במדד שימושי הקרקע. כמו כן, במשקי בית שהשתמשו במחצית מהחיסכון להוצאות על מזון, פחתה התועלת בכל המדדים ב-80 עד 95 אחוזים.

 

צרכנות ירוקה לצד תשתיות ירוקות

החוקרות מסכמות: "המסקנה מהמחקר שלנו היא שגם כשאנחנו פועלים להתייעלות סביבתית, פעמים רבות התוצאות נמוכות מהמצופה, והתועלת אינה מלאה. זאת מכיוון שהתשתיות בתוכן אנו פועלים עדיין אינן מותאמות במידה מספקת לעקרונות סביבתיים. כל זמן שהחיסכון שלנו נמדד בכסף, והכסף משמש להוצאות נוספות, האפקט הלל פוחת באופן בלתי נמנע."

 

"בהקשר זה חשוב לציין שביצענו בדיקה מה היו התוצאות אילו השיתוף היה נערך בשנת 2011 (שאינה כלולה במאמר זה). השוואה לממצאי 2019 מעלה שיפור משמעותי. ההסבר הוא שבשנים שחלפו נעשה בבריטניה מאמץ גדול לעבור לאנרגיות מתחדשות, והתוצאות ניכרות בירידה בעצימות הפליטות. בשורה התחתונה, הממצאים שלנו מראים שעלינו לשלב מעבר לתשתיות ירוקות עם צרכנות ירוקה. כל אחד מהם בנפרד לא ישיג את ההשפעה הרצויה והחיונית כל כך לאדם ולכדור הארץ."

מחקר

01.01.2023
חיסון הבוסטר נגד נגיף הקורונה בטוח ואין עדויות לתופעות לוואי חריגות

כך עולה מניטור המדדים הפיזיולוגיים של כ-5,000 ישראליות וישראלים באמצעות שעונים חכמים

  • רפואה ומדעי החיים

במחקר ראשון מסוגו בעולם, חוקרים באוניברסיטת תל אביב ציידו כ-5,000 אזרחיות ואזרחים ישראלים בשעונים חכמים וניטרו את המדדים הפיזיולוגיים שלהם לאורך שנתיים. מבין המנוטרים, 2,038 קיבלו את מנת הדחף (הבוסטר) של החיסון נגד נגיף הקורונה, מה שאפשר לחוקרים להשוות את המדדים האובייקטיביים שלהם לפני ואחרי החיסון ולאשש את בטיחות החיסון. המסקנה חד משמעית: החיסון בטוח ואינו גורם לתופעות לוואי.

 

בחזרה לשגרה תוך 6 ימים

המחקר התבצע במסגרת עבודת הדוקטורט של מר מתן יחזקאל, בהנחייתו של פרופ' דן ימין, ראש המעבדה להתמודדות עם מגיפות, ובניהול משותף עם פרופ' ארז שמואלי ראש המעבדה לנתוני עתק בפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן. כמו כן, המחקר התבצע בשיתוף ד"ר טל פטלון מנהלת מכון המחקר והחדשנות של מכבי (KSM), וד"ר סיון גזית סגנית המכון, וכן ד"ר עמיחי פיינסקי וגב' מירב מופז מאוניברסיטת תל אביב. תוצאות המחקר התפרסמו בכתב העת היוקרתי Lancet Respiratory Medicine.

 

"רצינו לבחון את בטיחות חיסוני הדחף (בוסטר), נגד נגיף הקורונה. בימים אלה אנו מנהלים מחקר קליני רחב היקף למשך שנתיים, שבמסגרתו ציידנו 4,698 ישראלים בשעונים חכמים. השעון החכם מנטר שורה של מדדים, בהם קצב לב, שונות בפעילות הלב, איכות השינה, מספר הצעדים היומי ועוד. בנוסף, המשתתפות והמשתתפים מתבקשים למלא שאלונים יומיים על מצב בריאותם באפליקציה ייעודית שפיתחנו. לבסוף, ניתחנו נתונים אנונימיים על אירועים חריגים אפשריים מהתיקים הרפואיים של רבע מיליון מבוטחים אקראיים של מכבי שירותי בריאות", מסביר פרופ' ימין.

 

מאחר והתיק הרפואי מציין את התאריך של קבלת חיסון הבוסטר, הדבר אפשר לחוקרים להשוות את מצבם של המתחסנים למצב הבסיס שלהם , החל מ-42 יום לפני קבלת החיסון ועד 42 יום לאחר קבלת החיסון, הן בשאלונים, הן בשעונים והן ברישומים של קופת החולים מכבי.

 

"ראינו שינויים מובהקים ומשמעותיים, כמו עלייה ברורה בקצב פעימות הלב בהשוואה לדופק שנמדד לפני כן", אומר פרופ' ימין, "אחר כך ראינו חזרה למצב הבסיסי של המחוסן: רמות הדופק שלפני החיסון חזרו לעצמן לאחר 6 ימים. מכאן, שהמחקר שלנו מאשש את בטיחות החיסונים. המחקר גם אפשר לנו להשוות בין המדדים הסובייקטיביים, האובייקטיביים והאבחון הרפואי של אותו משתתף שקיבל את הבוסטר הראשון וכעבור כמה חודשים את הבוסטר השני, וגילינו שאין כל הבדל בתגובה הפיזיולוגית המתועדת על ידי השעונים החכמים או זו המדווחת על ידי המשתתף באפליקציה".

 

כשהטכנולוגיה החכמה רגישה יותר מהאדם

הממצא שהכי הפתיע את החוקרים היה שהשעונים היו יותר רגישים מהאנשים. "נבדקים רבים דיווחו על עייפות, כאב ראש וכדומה,  וכעבור ימים ספורים דיווחו שהם שוב מרגישים טוב. כלומר, הם חזרו לנורמה. לעומת זאת, בשעונים שלהם עדיין ראינו שינויים מובהקים בקצב הלב שנמשכו עוד כמה ימים. בנוסף, היו גם מחוסנים שלא דיווחו על תופעות לוואי בכלל, בזמן שהם בהחלט חוו שינויים פיזיולוגיים. במילים אחרות, אנחנו למדים שהשעונים החכמים רגישים יותר לשינויים בתחושה הכללית מאשר הנבדקים עצמם", אומר פרופ' ימין.

 

בספרות הרפואית נרשמו 25 תופעות לוואי חריגות שיוחסו לחיסון הקורונה, ותשומת לב מיוחדת הוענקה למקרים נדירים של דלקת שריר הלב (מיוקרדיטיס), וקרום הלב (פריקרדיטיס). פרופ' ימין ועמיתיו בדקו את שכיחותם של מקרים חריגים אלה בקרב רבע מיליון חברי מכבי ולא מצאו כל עלייה באירועים חמורים למיניהם.

 

"התיק הרפואי מספר לנו על אירועים חריגים שאובחנו על ידי הרופאים וכן על אשפוזים שעשויים להיות קשורים לחיסונים, בדגש על אירועים לבבים", אומר פרופ' ימין ומסכם: "עשינו אנליזה מקיפה לכל אותן 25 תופעות לוואי חריגות, ולא ראינו עלייה בשכיחותם בקרב מתחסנות ומתחסני הבוסטר. אנחנו מצאנו שהחיסון בטוח לשימוש, גם חיישני השעון החכם 'חשו' בכך, המחוסנים עצמם דיווח איששו את חיישני השעון ולבסוף גם הרופאים אבחנו שהחיסון בטוח. לתוצאות המחקר יש השלכות מרחיקות לכת לגבי בדיקה אובייקטיבית של בטיחות חיסונים בעתיד".

מחקר

29.12.2022
בלי רוח ועם צלצולים: הרחפן שירחיק עטלפים מטורבינות רוח

המתקן החדשני נועד למנוע קטילת עטלפים על ידי טורבינות רוח, ולאפשר הפעלה יעילה ורציפה שלהן לטובת ייצור אנרגיה מתחדשת

  • הנדסה וטכנולוגיה
  • רפואה ומדעי החיים

 

העולם מתקדם לשימוש באנרגיות מתחדשות, וזה נהדר, אבל לבעלי החיים קצת יותר קשה להתרגל לנוכחות של מערכות שמנצלות את האנרגיות שמציע הטבע. טורבינות הרוח, למשל, קוטלות בעלי כנף רבים, בהם עטלפים, שגומאים מדי לילה קילומטרים רבים בטיסה בגובה שבו פועלים להבי המתקנים. בחלק מהטורבינות בישראל מותקן מנגנון שעוצר את פעילותן כשהוא מזהה התקרבות של בעל חיים, אולם זהו פתרון חלקי בלבד, שגם מאט את פעילות ייצור האנרגיה. חוקרים מאוניברסיטת תל אביב ומאוניברסיטת חיפה בחנו את יעילותו של מכשיר ייעודי המותקן על רחפן, שנועד להרחיק עטלפים מטורבינות הרוח שקוטלות אותם בהמוניהם, ולאפשר לטורבינות לפעול באופן יעיל ורציף. המתקן, שמשדר שילוב של אותות על-קוליים ואורות, מרתיע עטלפים וגורם להם לעוף בגובה רב יותר, מחוץ לאזור הסכנה.

 

לגרום לעטפלים לעוף גבוה יותר

את המחקר הובילו הדוקטורנט יובל ורבר מהחוג לביולוגיה אבולוציונית וסביבתית באוניברסיטת חיפה, ושני המנחים שלו: פרופ' יוסי יובל מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, ופרופ' ניר ספיר מאוניברסיטת חיפה. המאמר פורסם בכתב העת Remote Sensing in Ecology and Conservation.

 

"טורבינות רוח נחשבות לטכנולוגיה מבטיחה בתחום האנרגיה המתחדשת, אך הפעלתן כרוכה במגוון אתגרים ביולוגיים. בין היתר, הן קוטלות מספרים גדולים של בעלי חיים מעופפים שנתקלים ברוטורים של הטורבינה, בהם מיליוני עטלפים, שנקטלים בדרך זו מדי שנה ברחבי העולם. כיום, המענה היחיד לקטל העטלפים הוא הפסקת פעילות הטורבינה בזמנים שבהם צפויה פעילות רבה שלהם, אך הפסקות כאלה פוגעות ביעילות הטורבינה ומצמצמות את כמות האנרגיה שניתן להפיק ממנה. במחקר זה בדקנו פתרון אפשרי חדש: מכשיר המותקן על רחפן, שמשדר שילוב של אותות ויזואליים ועל-קוליים המיועד ספציפית לעטלפים. יתרונו של הרחפן בכך שהוא נמצא בתנועה: כשהאותות נייחים וקבועים בעלי החיים נוטים להתרגל ולהתעלם מהם", מסביר פרופ' יובל.

 

גומאים מאות קילומטרים בלילה, ועפים בדיוק  בגובה להבי טורבינות הרוח. עטפלים

 

"המחקר, שמהווה חלק מעבודת הדוקטורט שלי, נערך באזור עמק החולה, מקום שיש בו פעילות רבה של עטלפים", מסביר יובל ורבר ומרחיב: "הפעלנו את הרחפן בגובה של 100 מ', שהוא הגובה הממוצע של מרכז טורבינות הרוח, ובתנועה לאורך מסלול של כ-100 מ', הלוך וחזור. כדי לעקוב אחר פעילות העטלפים נעזרנו במכ"ם הממוקם על הקרקע, שמאפשר מעקב בגובה של 100 מ' ומעלה, והוספנו מכשיר מסוג לידאר - מכ"ם מבוסס לייזר שמשמש על פי רוב כמכשיר התרעה בכלי רכב, לצורך מעקב בגובה נמוך יותר".

 

"במקביל ביצענו הקלטות אקוסטיות של העטלפים במעופם, באמצעות מקלטים שמוקמו בשלושה גבהים שונים: מטר אחד, 150 מ' ו-300 מ'. כדי להעלות את המקלטים לגובה נעזרנו בצפלינים. חשוב לציין שהמחקר שלנו היה הראשון בעולם שיישם את הטכנולוגיות הללו - מכ"ם, לידאר, וצפלינים - כדי לעקוב אחר עטלפים".

 

תיאור פעילות הניסוי

 

פיתרון סביבתי יעיל ומציל חיים

בעזרת מגוון אמצעי המעקב השוו החוקרים בין פעילותם הרגילה של העטלפים לבין פעילותם בנוכחות הרחפן הנושא מכשיר הרחקה. הממצאים היו חד-משמעיים: המכשיר אכן מרחיק עטלפים. בנוכחותו פחתה פעילות העטלפים מתחת לרחפן בכ-40%, ובמרחק של עד כ-500 מטר ממנו. לעומת זאת, התגברה הפעילות מעל לגובה של 100 מ', ובעיקר בגובה רב של עד 800 מ'.

 

"נראה שהמכשיר יעיל בהרחקת עטלפים מסביבתו הקרובה. העטלפים חשים את האותות הוויזואליים והעל-קוליים שהוא משדר ובוחרים לעוף מעליו, כפי שקיווינו. אנחנו משערים שאם המכשיר יופעל בקרבת טורבינה הוא יגרום לעטלפים להגביה עוף ולהתעופף מעל הטורבינה, מחוץ לטווח הסכנה. מדובר בפתרון יעיל וישים שעלותו סבירה, עם תועלת רבה לכל הצדדים: מצד אחד מניעת קטילתם של עטלפים, ומצד שני אפשרות להפעיל את הטורבינה ולהפיק אנרגיה ירוקה באופן בטוח, רציף ויעיל. בכוונתנו לבצע ניסוי המשך באתר של טורבינות רוח, על מנת לבחון את יעילות המתקן בתנאי אמת", מסכם פרופ' יובל.

 

מספקות אנרגיה מתחדשת. טורבינות רוח ברמת הגולן

מחקר

27.12.2022
פתרון לתעלומה מדעית: חלבוני קרום התא "אוהבים לנדוד" לאזורים בעלי

הבנה מעמיקה של התהליך יכולה לקדם את עולם הרפואה בטיפולי פוריות, מתן תרופות ועוד

  • מדעים מדויקים

תגלית חדשה באוניברסיטת תל אביב: חלבוני קרום התא החיוניים לאיחוי תאים 'אוהבים לנדוד' לאזורים בעלי עקמומיות גבוהה. החוקרים מסבירים כי כל התאים בגוף האדם עטופים בקרומים, שמפרידים בין תכולת התא לסביבה שלו. כמו כן, ישנם מקרים בהם מתבצע תהליך של איחוי בין תאים, למשל בהפריה של זרע וביצית. יחד עם זאת המנגנון שגורם לאיחוי התאים עדיין נותר כתעלומה מדעית. מחקר חדש באוניברסיטת תל אביב הצליח ליצור שימוש חדשני במערכת המדמה קרום תא (ממברנה) בעל עקמומיות. המערכת הניסיונית הזו מאפשרת לחקור את השפעת הצורה של הקרום המכיל חלבונים 'עקמומיים' על מיקום החלבונים ואיחוי קרומי תאים.

 

המחקר נערך בהובלת הדוקטורנט רביב דהרן, בהנחיית ד"ר רעיה סורקין מבית הספר לכימיה בפקולטה למדעים מדויקים ובשיתוף פעולה עם פרופ' מיכאל קוזלוב מאוניברסיטת תל אביב, וקבוצת חוקרים מאוניברסיטת ציגווה בסין. המחקר פורסם לאחרונה בכתב-העת היוקרתי PNAS.

 

העקמומיות חשובה לאיחוי

ד"ר סורקין מסבירה: "איחוי ממברנות הוא תהליך חיוני בגופנו המתרחש בתהליכים שונים כגון מעבר אותות במוח, תהליכי הפריה ותקשורת בין תאים. הבנה מעמיקה יותר של התהליך יכולה לקדם את עולם הרפואה בטיפולי פוריות, מתן תרופות ועוד. במעבדה אנו מנסים להבין את ההיבט הכימי-פיזיקלי של תהליך זה. בתאים יש ממברנות דינמיות בצורות שונות. ישנן ממברנות עם עקמומיות מאוד גבוהה, ומכך עולה השאלה מדוע נדרשת עקמומיות כזאת? ככל הנראה הצורה העקמומית חשובה למגוון תהליכים כמו למשל תהליך האיחוי".

 

במסגרת המחקר החדש, החוקרים התמקדו בשני חלבונים הממוקמים על גבי ממברנות התאים. חלבון אחד נמצא על הביצית והוא קריטי בתהליכי ההפריה, והשני חיוני ליצירת בועיות המשמשות לתקשורת בין תאים. במעבדה יצרו החוקרים מערכת המאפשרת לבחון את ההשפעה של עקמומיות ומתח הממברנה על התארגנות ומיקום החלבונים. בהמשך, החוקרים יצרו בועיות ממברנות גדולות, כדי שיהיה קל להבחין בהשפעות השונות, וסימנו את החלבונים עם צבען ביולוגי. בשלב הבא הם השתמשו במכשיר לכידה אופטית, המכונה מלקחיים אופטיים, שבעזרתו ניתן לבצע מניפולציות לחלקיקים מיקרוסקופיים.

 

החוקרים מציינים כי מדובר בטכנולוגיה שמאפשרת להחזיק ולהזיז חלקיקים בעזרת אור. בעזרת כדור זכוכית קטן המוחזק במלכודת האופטית ניתן למשוך מהבועית צינוריות ממברנה דקות, ובכך לדמות תהליכים ביולוגיים שבהם צינוריות כאלה נוצרות, כפי שקורה בפני השטח של הביצית. החוקרים שילבו את המלקחיים האופטיים עם מכשיר נוסף שבאמצעותו ניתן לשאוב חלק מהממברנה, דבר המאפשר שליטה בעקמומיות ובמתח שלה.

 

ד"ר סורקין: "באמצעות המערך הזה הצלחנו להוכיח שהחלבונים הללו 'אוהבים לנדוד' לאזורים בעלי עקמומיות גבוהה. בעבודות קודמות נמצא שעכברה שבה החלבון הזה חסר תהיה עקרה. זאת אומרת שלצורה העקמומית של קרום הביצית ולנדידת החלבון לאזור הזה יש חשיבות גדולה בתהליך ההפריה. תגלית זו תאפשר בעתיד לפתח טיפולי פוריות או אמצעי מניעה חדשים.

 

אנו מאמינים שמחקר רב תחומי הוא המפתח להבנת תהליכים ביולוגיים שחשובים לבריאות ואיכות החיים שלנו. ישנה אמירה מפורסמת של ריצ'ארד פיינמן, "מה שאני לא יכול ליצור, אני לא יכול להבין". זו הגישה שלנו במעבדה: אנחנו רוצים לדמות תהליכים ממברנליים מהמרכיבים הכי בסיסיים שדרושים למנגנונים ביולוגיים ההכרחיים לחיים כמו הפריה או תקשורת בין תאים. על ידי שליטה מדויקת במאפייני התהליך כמו הצורה ומתח הפנים של הממברנה, נוכל להבין את המנגנונים ולטפל במצבים פתולוגים. על ידי כך אנו מקווים לתרום לשיפור הבריאות ואיכות החיים".

מחקר

18.12.2022
המפתח להצלחה בעסקים: צוות מגוון מגדרית ואתנית

גיוון במגדר ובמוצא אתני בקרב צוותי עובדות ועובדים יכול להוביל לשיפור של למעלה מ-50% בקבלת ההחלטות בחברה

  • חברה

 

גיוון מגדרי וגיוון אתני במקום העבודה אינם רק עניין של מוסר או תקינות פוליטית, לדברי פרופ' תלמה לובל מבית הספר למדעי הפסיכולוגיה של אוניברסיטת תל אביב. לובל מסביר שגיוון, למעשה, תורם להצלחתן של חברות וארגונים ברחבי העולם.

 

במחקרה מציגה לובל שפע של עדויות אמפיריות לכך שגיוון מגדרי ואתני משפר את ביצועי חברות וארגונים - עד כדי שיפור של 58% בקבלת ההחלטות. היא מזכירה כדוגמה דו"ח משנת 2008, שלדבריה, "מצא שבין החברות שנכללו ברשימת Fortune 500, אלו שהדירקטוריון שלהן כלל יותר נשים השיגו תוצאות פיננסיות טובות יותר".

 

יותר נקודות מבט

בדוגמה אחרת, חוקרים ממכון המחקר קרדיט סוויס סקרו 2,360 חברות ומצאו כי לאלו שהדירקטוריון שלהן כלל לפחות אישה אחת, היו ביצועים טובים יותר מאלה שהדירקטוריון שלהן מורכב מגברים בלבד. דו"ח מקינזי בחן את ההשפעה של מגדר ומגוון רב לאומי על הביצועים הפיננסיים של חברות. החוקרים בחנו את הרכב הדירקטוריונים של 180 חברות בצרפת, גרמניה, בריטניה וארצות הברית בשנים 2008 עד 2010, והתוצאות היו ברורות: ההצלחה הפיננסית של החברות שאופיינו בגיוון הייתה גבוהה משמעותית. מאלה שהיו פחות מגוונים". לדברי פרופ' לובל, מחקרים אלו ואחרים מוכיחים בבירור שגיוון מציע יתרונות משמעותיים לחברות ומשפר את תפקודן, שכן אנשים מרקעים שונים מביאים איתם מגוון נקודות מבט וסוגי ידע, והמגוון הזה תורם לחדשנות ויצירתיות: "כשאתה מביא אנשים עם דעות שונות לחדר, תהליך קבלת ההחלטות הופך מורכב יותר, והמשתתפים לוקחים יותר מידע בחשבון. ככל שישמעו יותר נקודות מבט וחוות דעת, כך גדלים הסיכויים להגיע לפתרון טוב יותר".

 

הגיוון במקום העבודה, למעשה, משפר את הביצועים גם אם נקודות המבט המגוונות לא נשמעות כלל. לדברי פרופ' לובל, "החוקרים בחנו את השפעת הגיוון במוצא הגזעי על קבלת החלטות וביצועי סוחרים בשוק ההון. הם הזמינו אנשים עם רקע פיננסי להשתתף במחקר, והכשירו אותם לחשב את הערך הפנימי של מניות. לאחר מכן, המשתתפים חולקו לקבוצות עם אופי הומוגני או מגוון. הקבוצות המגוונות כללו לפחות אדם אחד ממוצא שונה משאר המשתתפים. החוקרים ערכו את המחקר שלהם בשני שווקים - צפון אמריקה ודרום מזרח אסיה. בצפון אמריקה, הקבוצה ההומוגנית כללה רק סוחרים לבנים, בעוד שהקבוצה המגוונת כללה סוחר אחד ממוצא אפרו-אמריקאי ואחד ממוצא לטיני. באסיה, הקבוצה ההומוגנית הורכבה מסוחרים סינים בלבד, והקבוצה המגוונת כללה גם סוחרים ממלזיה והודו.

 

התוצאות היו מדהימות: חברי הקבוצות המגוונות הפגינו רמת דיוק גבוהה משמעותית בתמחור המניות מאשר הקבוצות ההומוגניות. יכולתם לנקוב במחיר המשקף את השווי האמיתי של הנכסים הייתה גבוהה ב-58%. "חברי הקבוצות ההומוגניות נטו לשלם מחירים בלתי סבירים ומופקעים, שהיו רחוקים מהשווי האמיתי של המניות, לעומת אלה שצוטטו על ידי הקבוצות המגוונות. במילים אחרות, הסיכוי להיווצרות בועה מסוכנת היה גבוה יותר כאשר המסחר בוצע על ידי קבוצה הומוגנית, ונמוך יותר כאשר הסוחרים השתייכו לקבוצות אתניות שונות. זה היה ממצא מפתיע שעשויות להיות לו השלכות מרחיקות לכת: עצם נוכחות המיעוטים שינתה את מגמת קבלת ההחלטות".

 

פרופ' תלמה לובל, הפקולטה למדעי החברה, אוניברסיטת תל אביב

פרופ' תלמה לובל

 

חוות דעת חיצונית

בספרה, Whatever Works, שפורסם בארצות הברית ב-2020, מציגה פרופ' לובל ממצאים שמרחיקים הרבה מעבר לעולם העבודה והעסקים: מחקר שערכו פרופ' ריצ'רד פרימן והדוקטורנט שלו ווי הואנג מאוניברסיטת הרווארד השווה 2.5 מיליון מאמרים שפורסמו בכתבי עת מדעיים, ומצא שמאמרים שמחבריהם הגיעו מרקע אתני מגוון זכו ליותר אזכורים וציטוטים בספרות המדעית. "מחקרים רבים מראים שעבודה בצוות מגוון תורמת לקבלת החלטות טובה יותר", מסכמת פרופ' לובל. "לאור זאת, כדאי שתסתכלו סביב בפעם הבאה שאתם עובדים על פרויקט משותף. האם כל חברי הצוות שלך מאותו מגדר וקבוצה אתנית כמוך? אם התשובה חיובית, עליך לשקול היטב את כל האפשרויות שלך ולהימנע מלקבל החלטות מידיות. סביר להניח שתפיקו תועלת מלקבל חוות דעת חיצונית. כשמקימים צוות, כוח משימה או ועדה, נסו לכלול כמה שיותר אנשים ממגוון קבוצות אתניות, מגדרים ורקעים".

מחקר

15.12.2022
מחקר גנטי חשף: כך פועלת "האנטנה" של השמרים

הגילוי החדש יכול לשפוך אור על המנגנונים הבסיסיים המבקרים את מטבוליזם של סוכר ביצורים נוספים, בהם בני אדם

  • רפואה ומדעי החיים

שמרים הם יצורים חד תאיים ממשפחת הפטריות. יש מאות מינים שונים של שמרים, אך המוכר ביותר הוא S. cerevisiae, השמר שמשמש את האדם בעיקר באפייה ובייצור אתנול עבור משקאות חריפים, לצרכים רפואיים ולמחקר. מכיוון שהשמר הוא יצור פשוט אך מכיל גרעין, הוא משמש מודל טוב למחקר בסיסי והבנה של תאי בני אדם. השמרים מפיקים את האנרגיה שלהם על ידי פירוק סוכר המצוי בסביבתם, ומתרבים על ידי הנצה או ברבייה מינית.

 

מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב גילה לראשונה את מגנון פעולתו של החלבון שמשמש כמעין "אנטנה" שחשה ברעב אצל תאי שמרים ואת אופן הפעלתה. לטענת החוקרים "האנטנה" מזהה את רמת החומציות בתא שמרי ומאותתת לתא על כמות הסוכר בו. החשיבות של המחקר היא בכך שתא השמרים מדמה תא של בני אדם, והחוקרים מעריכים כי בעזרת הממצאים החדשים ניתן יהיה להבין מנגנונים מורכבים יותר בגוף האדם.

 

המחקר נערך בהובלת החוקר ד"ר קובי סימפסון-לביא במעבדתו של פרופ' מרטין קופייק מבית הספר שמוניס למחקר ביו-רפואי וחקר הסרטן, הפקולטה למדעי החיים. המחקר פורסם בכתב העת "iScience".

 

משחקי הרעב של השמרים

לטענת החוקרים, עד כה המדע טרם פענח את המנגנון הפנימי שגורם לשמר לבטא רעב. היתרון של פתרון התעלומה הוא היכולת להבין מכך את מנגנוני המטבוליזם המורכבים בבני האדם. מודל השמר יכול לרמוז לנו על מסלולים מטבוליים שטרם נחשפו בבני האדם ולעזור לנו למגר מחלות כגון סכרת, השמנה וכו'.

 

פרופ' קופייק מסביר: "שמרים הם מודל מחקר מאוד רלוונטי, מצד אחד הם מאוד קלים לעבודה ניסויית, ומצד שני מכילים גרעין ואברונים רבים שמזכירים לנו את גוף האדם. במחקר הזה גילינו שחלבון בשמר הנקרא Snf1, עובר בקרה על ידי מעין "אנטנה" שמסוגלת למדוד את רמת החומציות בתא.

 

"המנגנון שגילינו פועל בצורה כזו: אם יש בתא גלוקוז (האוכל של שמר), אז המשאבה שנמצאת על דופן התא משנה את רמת החומציות בתא. בשלב הבא, האנטנה שב-Snf1 קולטת את הפעולה הזאת ו'מסמנת' לתא שאפשר לאכול. כשנגמר הגלוקוז, המשאבה מפסיקה את פעילותה והאנטנה קולטת את זה. החלבון Snf1 משנה את הצורה, נכנס לגרעין התא ומאותת לו לאכול אוכל אחר, למשל אתנול". הגילוי החדש יכול לשפוך אור על המנגנונים הבסיסיים המבקרים את מטבוליזם של סוכר ביצורים נוספים, בהם בני אדם.

 

פרופ' קופייק מוסיף: "במדע בסיסי אנו מנסים לגלות איך תאים עובדים. הבנה של התהליכים הבסיסיים של התא נותנת לנו כלים כדי לחקור תהליכים מורכבים, כגון התפתחות של סכרת או סרטן, ויכולה להביא לפיתוח של תרופות שיעזרו לאנושות."

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.

מחקר

22.11.2022
להחליק את זה: שלבים אטומיים בסולם החשמלי הדק בטבע

מחקר של אוניברסיטת תל אביב חושף סולם אטומי ייחודי של פוטנציאלים חשמליים

  • מדעים מדויקים

מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב חושף מערכת גבישים דו-ממדית, המאפשרת שליטה ייחודית במטען החשמלי שלה באמצעות החלקה בין שכבות אטומיות. המערכת החדשה יוצרת שלבי סולם בעובי אטומי של פוטנציאלים חשמליים נפרדים ומוגדרים היטב, וייתכנו לה שלל יישומים בתעשייה בכלל ובטכנולוגיות מידע בפרט.

 

המחקר נערך בהובלת צוות החוקרים: ד"ר סווארופ דב, סטודנט המחקר נועם ראב, פרופ' משה גולדשטיין וד"ר משה בן שלום, מבית הספר לפיזיקה באוניברסיטת תל אביב, ד"ר וואי כאו, פרופ' עודד הוד ופרופ' מיכאל אורבך מבית הספר לכימיה באוניברסיטת תל אביב, ופרופ' ליאור קרוניק ממכון ויצמן למדע. תוצאות המחקר פורסמו בכתב העת היוקרתי Nature.

 

ד"ר משה בן שלום, ראש המעבדה לחומרים קוונטים שכבתיים בבית הספר לפיזיקה מסביר: "אנחנו סקרנים מאוד לגלות איך אטומים מחליטים להסתדר בחומר, איך האלקטרונים בוחרים להתערבב ביניהם, ואיך אפשר לתמרן את הסדר האטומי והמטען החשמלי מבחוץ. קשה לענות על השאלות האלה בגלל הכמות הגדולה של האטומים והאלקטרונים אפילו בהתקנים המזעריים של היום. אחד הטריקים הוא לחקור גבישים, שכן האטומים שלהם מסודרים במבנה מחזורי, כך שהמידע על כל המערכת נקבע על ידי התכונות של התא המחזורי האחד – שכולל מספר בודד של אטומים ואלקטרונים. ועדיין קשה לנו להבין ולחזות את הסדר שלהם, בגלל שהאלקטרונים נפרסים בו-זמנית על פני כל האטומים והתכונות של המערכת הקוואנטית נקבעות על ידי כל החלקיקים יחד ויחסי הגומלין שביניהם".

 

החלקטרוניקה

דרך אחת לגלות את סדר האטומים ואת התפלגות המטען החשמלי היא לשבור את הסימטריה של המבנה, כך שייווצר שדה חשמלי פנימי קבוע בגביש. גבישים אלו נקראים "פולאריים" או מקוטבים. ב-2020 יצרה המעבדה של ד"ר בן שלום גביש מקוטב חדש על ידי הדבקה של שתי שכבות זהות – כאשר כל שכבה היא בעובי אטום בודד. לעומת הגבישים הסימטריים שגדלים בטבע בהם כל שכבה חדשה מסתובבת, כדי למקם אטומים מסוג אחד בדיוק מעל לאטומים מסוג שני, החוקרים הדביקו את זוג השכבות ללא הסיבוב – וכך גרמו להחלקה זעירה בין השכבות ששוברת את הסימטריה, גורמת לדילוג של האלקטרונים משכבה אחת לאחרת, ויוצרת קיטוב חשמלי פנימי. בשלב שני גילו החוקרים שאפשר להחליק בין השכבות קדימה ואחורה וכך למתג את הקיטוב החשמלי באמצעות שדה חשמלי חיצוני (ראו איור). לתופעה הם קראו SlideTronics, "החלקטרוניקה".

 

"החלקה וטיפוס בין קיטובים חשמליים": מבנה הגביש המחזורי מכיל זוג אטומים במרווחים קבועים בכל שכבה אופקית. ניתן להחליק כל שכבה נוספת ימינה או שמאלה במישור האופקי כדי למקם אטום כחול בדיוק מעל אטום אדום או להפך ובכך להקפיץ אלקטרונים עם מטען חשמלי מעלה או מטה בין השכבות. שלא כמו בגבישים מקוטבים המוכרים עד כה, הפוטנציאל החשמלי במערכת החדשה משתנה בערך קבוע ומוגדר היטב בין כל שלב ושלב. ניתן לטפס בצורה נשלטת בין כל האפשרויות השונות, כלומר ניתן למתג בין יחידות המידע באותו גביש בניגוד לזוג מצבים בטכנולוגיות קודמות.

 

גביש בעובי שני אטומים בלבד

ד"ר בן שלום מוסיף: "הגביש המקוטב החדש שגילינו, בעובי שני אטומים בלבד, הוא הדק ביותר האפשרי ועשוי לשמש בטכנולוגיות מידע מבוססות מנהור קוואנטי. אנו מפתחים יחידות מנהור כאלו בחברת Slide-Tro LTD שהוקמה ע"י האוניברסיטה ומשקיע חיצוני ופועלת כעת מתחת לרדאר, ומאמינים כי התופעה מאפשרת בסיס רחב להתקנים אלקטרוניים חדשניים החל מפתרונות להפחתת הספק ועד ליחידות זיכרון משופרות. בהיבטי מחקר יסודי, התגלית העלתה בנו מייד שאלות חדשות: איך יסתדר המטען? ומה יהיה גודל הקיטוב? אם נדביק שכבות נוספות למערכת בצורה שתשבור או תשמור את הסימטריה? במילים אחרות, במקום לרדד את עובי המערכת על ידי איכול שכבות מהגביש, כפי שנעשה עד כה, יכולנו כעת לערום גבישים מקוטבים שכבה אחר שכבה זו מעל זו, ובו בזמן למדוד את גודל הקיטוב והפוטנציאל החשמלי שנוצר בכל שלב בסולם השכבות".

 

בניסוי הנוכחי הצליחו החוקרים להשוות אזורים סמוכים בעלי מספר שכבות שונה, שנערמו יחד עם החלקות בכיוונים שונים היוצרים קיטובים בגדלים שונים. לדוגמה, עבור ארבע שכבות (ושלושה משטחי מגע מקוטבים) יש ארבע אפשרויות לסדר את כיוון שלושת הקיטובים: כולם מצביעים למעלה ↑↑↑, שניים למעלה ואחד למטה  ↑↑↓, אחד למעלה ושניים למטה ↑↓↓ או שלושה למטה ↓↓↓.

 

"לשמחתנו גילינו סולם של קיטובים מוגדרים היטב המופרדים ביניהם בערכי קיטוב אחידים, כך שכל שלב בסולם יכול לשמש כיחידת מידע נפרדת", אומר נועם ראב, סטודנט המחקר שמדד את הגבישים. "זוהי כאמור תגובה שונה מאוד מזו של הגבישים המוכרים עד כה, שבהם תגובת פני השטח לקיטוב היא משמעותית והחלפת הקיטוב אפשרית כיחידה אחת בלבד – כלומר שינוי הקיטוב בשכבה אחת משנה את מטען השכבות כולן".

 

ד"ר סווארופ דב, כותב מוביל במאמר, מדגיש: "הצלחנו גם לטעון את השכבות באלקטרון נוסף לכל מאה אטומים בערך ולשפר בכך משמעותית את הולכת הגבישים במישור מבלי לפגוע בקיטוב הניצב". תוך הסתייעות בחישובים תיאורטיים על סמך עקרונות היסוד של המכניקה הקוואנטית, גילינו שאפשר לתכנן ולבנות צירופי גבישים שכבתיים נוספים באמצעות החלקה יחסית בין השכבות, וכי המידע אודות הקיטוב והסימטריה של המערכת נותר כלוא בין השכבות ומוגן מהסביבה," אומר ד"ר וואי כאו, כותב ראשי נוסף שערך את החישובים. "למעשה ה'החלקטרוניקה' עזרה לנו לגלות את סולם הקיטובים הדק ביותר שאפשר לבנות," מסכם ד"ר בן שלום. "המשך מתבקש למחקר עתידי הוא תמרון סדרים אלקטרוניים נוספים, כגון קיטוב מגנטי ומוליכות-על באמצעות החלקות דומות בין סימטריות גבישיות שונות".

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 >>