חדשות

NEWS

מה מעניין אותך?

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

מחקר

02.04.2023
6 חוקרות וחוקרים מאוניברסיטת תל אביב זכו במענקי המחקר היוקרתיים ביותר של האיחוד

המענק היוקרתי מוענק לחוקרים בעלי רקורד של הישגי מחקר משמעותיים ב-10 השנים האחרונות

  • מדעים מדויקים

מועצת המחקר האירופית (ERC) פרסמה את תוצאות הקול הקורא של מענק ERC Advanced Grant לשנת 2022. המענק היוקרתי מיועד לחוקרים בעלי רקורד של הישגי מחקר משמעותיים ב-10 השנים האחרונות. על המדענים להיות מובילים בתחומם ויוצאי דופן מבחינת מקוריות ומשמעות תרומתם למחקר. אוניברסיטת תל אביב מובילה במספר הנשים הזוכות - שלוש מתוך כלל ששת הזוכים.

 

"אנחנו גאים מאוד בחוקרים והחוקרות שלנו, ומוקירים את עבודתם. אני שמח לראות שאוניברסיטת תל אביב מצליחה לייצר סביבת עבודה בה חוקרינו מצליחים להגיע להישגים משמעותיים ולמחקר פורץ דרך. אני מברך את עבודתם החשובה ובטוח כי הם ימשיכו לעשות חיל במחקרם", אמר פרופ' דן פאר, סגן הנשיא למחקר ופיתוח וראש המעבדה לננו-רפואה באוניברסיטת תל אביב.

 

החוקרות והחוקרים שמחקריהם פורצי הדרך זכו השנה למענק הם:

פרופ' אינה סלוצקי | בית הספר לרפואה ובי"ס סגול למדעי המוח | מדענית מוח שחוקרת מהו המנגנון השומר על יציבות הפעילות המוחית ברשתות עצביות

ההנחה המרכזית היא שכשל במנגנון זה הוא הגורם המרכזי לירידה הקוגניטיבית במחלת האלצהיימר. המחקר במעבדתה חשף כי שנים רבות לפני הופעת הסימפטומים הראשונים של המחלה, כבר קיימת פעילות מוחית פתולוגית שמופיעה במצבי שינה והרדמה. המחקר מתבסס על שיטות אופטיות, חשמליות ומולקולריות מהמתקדמות בעולם. ממצאי המעבדה עשויים להוות בסיס להבנה טובה יותר של מחלת האלצהיימר ומחלות נוספות ובעתיד לתרום לפיתוח טיפולים חדשים ואבחון מוקדם בתחום.

 

 

פרופ' רני שפיגלר | בית הספר לכלכלה ע"ש איתן ברגלס | חוקר בתחום התיאוריה הכלכלית

מחקרו עוסק באינטראקציות אסטרטגיות בין מקבלי החלטות, אשר משתמשים בלמידת מכונה כדי לבנות תחזיות לגבי הסביבה בה הם פועלים. המחקר יבנה מודלים כלכליים פשוטים ששואבים רעיונות מתורת המשחקים ההתנהגותית, ומבוססים על שתי הנחות יסוד: (1) למידת מכונה בסביבה כלכלית מתבססת על נתונים שנובעים מההחלטות האנדוגניות של השחקנים במערכת, (2) למידת מכונה מגלה העדפה למודלים פשוטים שיסבירו את הנתונים, כחלק מהניסיון להימנע מ- overfitting. מטרת המחקר היא לבחון השלכות תיאורטיות של צירוף שתי הנחות יסוד אלה, ואת משמעותן האפשרית עבור מגוון מערכות כלכליות, כגון שוקי אשראי או תמחור אוליגופוליסטי.

 

 

פרופ' תמי הרציג | החוג להיסטוריה כללית, סגנית הדקאן | היסטוריונית שתחקור את תופעת השעבוד של נשים באזורים האירופיים של אגן הים התיכון, בין השנים 1500 עד 1800

יותר ממיליון בני אדם משועבדים הובאו בכפייה לאזורים אלה מאפריקה, אסיה, ומזרח אירופה, ובמחקר זה הטענה היא שנשים וילדות היוו חלק משמעותי מהאוכלוסייה המשועבדת באירופה הים-תיכונית. המחקר מבקש לבדוק את ההשפעות שהיו לנוכחות המתמשכת של שפחות זרות-מוסלמיות, יהודיות ואחרות, על החברה הנוצרית בשטחי איטליה, ספרד, צרפת ומלטה של ימינו. הוא יתבסס על מחקר ארכיוני רחב-היקף, וכן על ניתוח  של ממצאי תרבות חומרית וייצוגים חזותיים.

 

 

פרופ' בני אפלבאום | בית הספר להנדסת חשמל | חוקר בתורת הקריפטוגרפיה עוסקת בחישוב ותקשורת בנוכחות יריב

מחקרו מתמקד בשאלות יסוד, כגון כיצד ניתן לאכסן ולעבד מידע פרטי באופן מבוזר בין מספר רב של משתתפים אשר חלקם מושחתים ואף בעלי כוח חישובי בלתי מוגבל. מטרת המחקר היא להציג פתרונות משופרים לבעיות אלה, ובאופן כללי יותר, להבין מהי העלות, מבחינת משאבי חישוב ותקשורת, הנדרשת כדי להשיג בטיחות מרבית. המחקר תיאורטי בעיקרו ומשתמש בכלים מתמטיים.

 

 

פרופ' לילך הדני | בית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון | חוקרת בעולם מדעי הצמח שתחקור את הקשר בין צמחים וצלילים

תקשורת בין צמחים לסביבתם חיונית לשרידותם. ידוע שצמחים משתמשים באור, ריח ומגע כדי לתקשר עם צמחים וחיות. אולם מה לגבי קולות? מחקרים אחרונים הראו שצמחים יכולים להגיב לקולות (למשל של מאביקים), ויכולים גם להשמיע קולות, במיוחד תחת עקה. במחקר הזה יחקרו מה צמחים יכולים לשמוע, מה משמעות הקולות שהם משמיעים, ומי מקשיב להם. המחקר ישלב ניסויים בצמחים בתנאים שונים, למידת מכונה לפענוח הצלילים שהצמחים משמיעים, ומודלים אבולוציוניים.

 

 

פרופ' גידי בוהק | החוג לפילוסופיה יהודית ותלמוד ותוכנית הלימודים במדעי הדתות | חוקר יהדות שימפה ויחקור את הספרות היהודית הלא-רבנית מימיהם של חז״ל, כולל ספרות אסטרולוגית, מאגית, רפואית ועממית

המחקר יזהה טקסטים יהודיים לא-מוכרים, בעיקר מגניזת קהיר, כדי לבחון היבטים רבים של התרבות היהודית בשלהי העת העתיקה, החל בתופעות של תרגום טקסטים מיוונית ומלטינית לארמית ולעברית וכלה בתפילות למלאכים ואמונות בכוחם של גרמי השמים להשפיע על בני האדם. מחקר זה יתרום גם להבהרת מעמדם של חז״ל עצמם בחברה היהודית בשלהי העת העתיקה.

מפה של גלקסיית שביל החלב שבה נמצאת מערכת השמש שהורכבה בעזרת התצפיות של סוכנות החלל האירופאית. המפה מציינת את מיקומם של שני החורים החדשים שהתגלו. BH1 נמצא בקבוצת הכוכבים נושא הנחש ו-BH2 בקבוצת סנטאור.

מחקר

02.04.2023
שחור זה (החור) השחור החדש

צוות בינלאומי, שכולל קבוצת חוקרים מאוניברסיטת תל אביב, זיהה חור שחור ראשון, Gaia BH1, שנמצא במרחק של 1500 שנות אור מכדור הארץ

  • מדעים מדויקים

החללית Gaia שוגרה ע"י סוכנות החלל האירופית ב-2013 ומאז היא מנטרת באופן קבוע את המיקום של למעלה ממיליארד כוכבים בגלקסיה שלנו בדיוק חסר תקדים. ארגון הכולל כמה מאות מדענים ברחבי אירופה (כולל ישראל), מעבד את הנתונים המגיעים מהחללית ומנגיש אותם לשימוש הקהילה המדעית כולה. אחד הצוותים, ובהם קבוצת מחקר של אוניברסיטת תל אביב בהובלתו של פרופ' (אמריטוס) צבי מזא"ה מבית הספר לפיזיקה ולאסטרונומיה, מתמקד במחקר של כוכבים כפולים המתגלים מתוך נתוני החללית. לאחרונה פרסם הארגון רשימה של יותר מרבע מיליון כוכבים כפולים שאחד מבני הזוג הוא חור שחור – אובייקט שמיימי מן הנדירים ביקום, החג סביבם, בהם חור שחור שנמצא במרחק 1500 שנות אור מכדור הארץ.

 

בן זוג בלתי נראה

צוות החוקרים מאוניברסיטת תל אביב, שכולל גם את ד"ר סהר שחף (הנמצא כעת במכון וויצמן), ד"ר שמחון פייגלר וד"ר דולב בשי, פיתח טכניקה לזיהוי כוכבים כפולים שאחד מבני הזוג הוא חור שחור. קשה מאוד לגלות חורים שחורים, מפני שהאור איננו יכול להבקיע את כוח המשיכה החזק שבסביבתו של החור השחור. כאשר חור שחור "דומם" כזה נמצא במערכת זוגית עם כוכב רגיל, משתמשים בתנועת הכוכב הנראה כדי למדוד את המסה של בן הזוג הבלתי נראה ולהוכיח שזהו אכן חור שחור. בשנים האחרונות פורסמו מספר הצעות לזיהוי חורים שחורים דוממים במערכות זוגיות, אבל בכל המקרים התעוררו שאלות קשות שערערו את אמינות הזיהוי.

הנתונים של גאיה שפורסמו לאחרונה איפשרו לזהות מספר קטן של כוכבים שתנועתם על פני מישור השמיים מעידה על קיומו של חור שחור דומם כבן זוג. לפני חודשים אחדים גילה צוות בינלאומי, שכולל את קבוצת המחקר מאוניברסיטת תל אביב, חור שחור ראשון, Gaia BH1, שנמצא במרחק של 1500 שנות אור. תצפיות ייעודיות מן הקרקע שנערכו באינטנסיביות בחודשים האחרונים אישרו כעת את קיומו של Gaia BH2, חור שחור שני הנמצא במרחק של כ-4000 שנות אור. שני החורים השחורים כבדים (כל אחד) פי 10 מן השמש שלנו.

"זהו גילוי מרגש", אומר פרופ' צבי מזא"ה. "השילוב הראשון מסוגו בין התצפיות מן הקרקע, לבין נתוני החללית, מוכיח מעל לכל ספק שגילינו שני חורים שחורים דוממים. הקירבה היחסית שלהם אלינו מראה כי מספרם של החורים השחורים הדוממים בחלל הוא גדול, והנתונים של החללית הממשיכים לזרום יביאו לגילויים של אובייקטים רבים כאלה, כפי שאכן ציפו עבודות תיאורטיות שונות. אני גאה שקבוצת המחקר שלנו זכתה להשתתף בעיבוד הנתונים של גאיה, ואחר כך במעקב אחרי המועמדים שהתגלו, שילוב ראשון מסוגו שהביא לזיהויים של שני חורים שחורים קרובים יחסית. אני מקווה שהגילוי יוביל להבנה מעמיקה על אופן ההיוצרות של מערכת כפולות כאלה, תהליך שפרטיו אינם מובנים כרגע". 

מחקר

02.04.2023
גם עישון במרפסת פוגע בבריאות הילדים

6 מתוך 10 ילדים שהוריהם מגבילים את העישון למרפסת או לחצר נמצאו בסיכון לנזקי עשן הטבק

  • רפואה ומדעי החיים

הורים רבים חושבים שהם מגינים על ילדיהם בכך שהם מעשנים במרפסת או בסמוך לחלון החדר. אבל מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב קובע כי בניגוד לדעה הרווחת של אותם הורים, הגבלת העישון למרפסת אינה מונעת את החשיפה של רוב הילדים לנזקי עשן הטבק.

 

מעשנים? התרחקו 10 מטרים מהבית

במחקר ייחודי בדק צוות החוקרים הימצאותן של שאריות ניקוטין בשיער של ילדים להורים שמעשנים. בקרב הורים שמקפידים לעשן במרפסת או מחוץ לבית ("עישון מרפסת"), הממצאים מדאיגים ביותר: בקרב 6 מכל 10 ילדים שנבדקו נמצאו שאריות ניקוטין בשערם.

 

החוקרים מדגישים: "במציאות הישראלית יש לראות במרפסות הביתיות חלק מסביבת הבית. עישון ליד החלון או במקום אחר מסוים בבית לא מגן על רוב הילדים מחשיפה. ההמלצות שלנו הן חד משמעיות: כדי להפחית את החשיפה של ילדים לעשן טבק  - יש להימנע לחלוטין מעישון בטווח של 10 מטרים מהבית. כמו כן, באזורים פתוחים יש לשמור על מרחק שלפחות 10 מטרים מהילדים". 

 

62% מילדים להורים מעשנים נחשפים לעשן טבק

המחקר נערך בהובלתה של פרופ' לאה רוזן מבית הספר לבריאות הציבור בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר. כמו כן, השתתפו במחקר פרופ' דוד צוקר מהמחלקה לסטטיסטיקה ומדעי הנתונים, האוניברסיטה העברית, ירושלים, ד"ר שאנון גרבלי מהמחלקה לפסיכולוגיה, אוניברסיטת ווטרלו, קנדה, ד"ר  מיכל ביתן מהמחלקה למדעי המחשב, המכללה למנהל, ד"ר אנה רול מהמחלקה לבריאות והנדסה סביבתית, בית הספר לבריאות הציבור של ג'ונס הופקינס בלומברג, בולטימור וד"ר ויקי מאיירס ממכון גרטנר לאפידמיולוגיה ומחקר מדיניות בריאות, המרכז הרפואי שיבא. המחקר פורסם בכתב העת: International Journal of Environmental Research and Public Health

 

במסגרת המחקר, צוות החוקרים בדק את רמת החשיפה לעשן טבק אצל ילדים באמצעות סמן ביולוגי המודד את הימצאותו של ניקוטין בשיער, מה שמצביע על חשיפה מצטברת לעשן טבק במשך מספר חודשים. ניתוח הנתונים הראה כי בקרב משפחות מעשנות שהגבילו את העישון למרפסת או בחוץ, ולא עישנו בתוך הבית, 62% מהילדים נחשפים לעשן טבק.

 

יצויין כי בשלב הראשון של המחקר (שפורסם לפני כשנתיים), צוות החוקרים בדק באופן כללי הימצאותן של שאריות ניקוטין בקרב ילדים להורים מעשנים, ואז נמצא כי 70% מהילדים של הורים מעשנים חשופים לעישון כפוי. כעת כאמור, החוקרים בדקו את הנושא גם בפילוח למקום העישון והנתונים כאמור חמורים ביותר.

 

"ממצאי המחקר החדש שבים ומחדדים את מה שאנחנו אומרים כבר שנים רבות, שעישון מחוץ לבית, גם כשהדלתות והחלונות סגורים היטב, אינו מגן לחלוטין על ילדים מפני חשיפה לעשן טבק", אומרת פרופ' רוזן. "במקרים רבים, המרפסות בארץ צמודות לאזורי המגורים, דבר שמאפשר לעשן להיסחף מאותם אזורים אל פנים הבית. ההורים מאמינים בטעות שהמרפסת מציעה מקום 'בטוח' לעשן. בפועל, הילדים עלולים להיות חשופים באופן ישיר כשהם יוצאים למרפסת ומישהו מעשן שם, וגם בתוך הבית מתסחיף העשן. בנוסף, העשן נספג בסביבה: בריהוט, בקירות או בשטיחים ונפלט לאט לאט לתוך האוויר במשך שבועות או חודשים. הוא נספג בגוף דרך בליעה או דרך העור, במיוחד בקרב תינוקות וילדים קטנים. כמו כן, הורים מעשנים מעבירים את הרעלים מעשן הטבק על גופם: על הידיים, בשיער, על הבגדים ולכן רצוי לצחצח שיניים, לשטוף ידיים ולהחליף בגדים לאחר עישון ולפני מגע עם ילדים".

 

עשן מהשכנים

פרופ' רוזן מציינת כי מידע חדש זה רלוונטי ישירות גם לנושא עישון שכנים, שנדון בימים אלה בבית המשפט העליון. העתירה נגד משרדי הסביבה, הבריאות והפנים מבקשת להתייחס לעישון החודר לדירות כאל מפגע סביבתי, טענה הנתמכת בהגדרת מפגע סביבתי בחוק אוויר נקי, בחוק מניעת מפגעים, ובחוק העונשין.

 

"תוצאות המחקר הזה מראות כי בקרב משפחות מעשנות, הגבלת העישון למרפסת אינה מגינה על מרבית הילדים מפני חשיפה לעשן טבק. לכן, גישתו של משרד הבריאות אינה מגינה על ילדי המעשנים, ובנוסף פוגעת גם בשכנים. אנו מבקשים ממשרד הבריאות לשקול מחדש את עמדתו לאור ממצאים אלו", אומרת פרופ' רוזן ומסכמת: "מדינת ישראל חייבת להציב את נושא הפחתת העישון בקרב הורים כיעד לאומי ולהשקיע בנושא את המשאבים הראויים. לצערי, בכל מה שקשור לעישון, ישנן הרבה תפיסות שגויות בציבור לגבי מתי ואיך החשיפה מתרחשת. 85% מעשן הטבק לא נראה וחוש הריח שלנו אינו בהכרח אמין. על כן הורים רבים סוברים בטעות שהם מגינים על ילדיהם ובפועל הם חושפים אותם לסכנות בריאותיות משמעותיות. כחברה עלינו להקפיד לשמור על האזרחים ולהרחיק את כולם מסכנות עשן הטבק, במיוחד ילדים תינוקות, נשים בהריון ואוכלוסיות מוחלשות".

מחקר

28.03.2023
פריצת דרך עולמית קובעת: צמחים משמיעים קולות

הקולות מושמעים בתדר שמעל טווח השמיעה האנושי ובעיקר כשהצמח נמצא במצוקה

  • מוזיאון הטבע
  • סביבה וטבע
  • רפואה ומדעי החיים

בזמן שדיברתם לעציצים שלכם וחשבתם שהם לא משמיעים קול, מסתבר שהם למעשה פטפטנים לא קטנים, במיוחד כשהם ממש מחכים שתשקו אותם. חוקרים באוניברסיטת תל אביב הצליחו לראשונה בעולם, להקליט ולנתח קולות ברורים המושמעים על ידי צמחים, בתדרים גבוהים שהאוזן האנושית אינה מסוגלת לקלוט. החוקרים: "מצאנו שצמחים משמיעים קולות בעיקר כשהם נמצאים במצוקה, ולכל צמח ולכל סוג של מצוקה יש צליל אופייני הניתן לזיהוי. קולות הצמחים נשמעים כמעין קליקים, כמו פופקורן, בווליום דומה לדיבור אנושי אבל בתדרים שמעל טווח השמיעה האנושי, והם עשויים להיקלט על ידי בעלי חיים שונים, כמו עטלפים, עכברים וחרקים."

 

המחקר הובל על ידי פרופ' לילך הדני מבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון בפקולטה למדעי החיים בשיתוף עם חוקר העטלפים פרופ' יוסי יובל, ראש בית הספר סגול למדעי המוח וחבר סגל בבית הספר לזואולוגיה ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, והסטודנטים יצחק חייט ואוהד לוין אפשטיין. כמו כן השתתפו חוקרים מבית הספר למדעי המתמטיקה, מהמכון לחקר הדגנים ומבית הספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב. המאמר פורסם בכתב העת היוקרתי Cell.

 

שירת העשבים

פרופ' הדני: "ממחקרי עבר ידוע לנו שמד-רטט המוצמד לצמח רושם רעידות (ויברציות), אך עד היום לא היה ברור אם רעידות אלה גם הופכות לגלי קול שנעים באוויר, כלומר צלילים שניתן לקלוט ממרחק. במחקר הנוכחי ביקשנו לתת מענה לסוגיה זו, שמעסיקה חוקרים כבר שנים רבות."

 

בשלב הראשון הכניסו החוקרים את הצמחים לקופסה אקוסטית במרתף מבודד ונטול רעשי רקע, ולצדם, במרחק של כ-10 ס"מ, הציבו מיקרופונים אולטרה-סוניים שקולטים צלילים בתדרים שבין 80-40 קילוהרץ (אוזן  של אדם בוגר קולטת עד כ-16 קילוהרץ). ההקלטות בוצעו בעיקר בצמחי עגבנייה וטבק, אך הוקלטו גם חיטה, תירס, גפן, קקטוס ונזמית.

 

"מסתבר ששדה פסטורלי הוא כנראה מקום רועש – רק שאנחנו לא שומעים את הקולות!"

 

פרופ' הדני: "לפני שהכנסנו את הצמחים לקופסה האקוסטית ביצענו בהם מגוון פעולות: חלקם לא הושקו במשך חמישה ימים, בחלקם נחתך הגבעול, ובאחרים לא נגענו. ביקשנו לבדוק באילו מצבים, אם בכלל, הם משמיעים צלילים. הממצאים היו מרתקים: צמחים שלא היו במצוקה השמיעו בערך צליל אחד בשעה, ואילו הצמחים שיובשו או נחתכו השמיעו בממוצע עשרות צלילים בשעה."

 

ההקלטות שנאספו בדרך זו נותחו במחשב באמצעות אלגוריתמים ייעודיים שפותחו במיוחד לצורך זה בטכנולוגיה של 'למידת מכונה' (בינה מלאכותית). האלגוריתמים למדו להבחין בין סוגי צלילים, ולזהות עבור כל הקלטה את סוג הצמח ואת סוג ומידת המצוקה שהוא שרוי בה. יותר מכך: הם ידעו לזהות ולסווג את קולות הצמחים גם כאשר הניסוי נערך בחממה שאינה מבודדת, ויש בה לא מעט רעשים חיצוניים. שם ניתן היה לעקוב אחר תהליך ההתייבשות לאורך זמן, ונמצא שכמות הצלילים גדלה עם ההתייבשות עד שהגיעה לשיא מסוים, ואחר כך פחתה.

 

 

פרופ' הדני מסכמת: "במחקר שלנו הוכחנו שצמחים משמיעים קולות, ובכך שמנו קץ למחלוקת מדעית בת שנים רבות. מהממצאים עולה כי העולם מלא בקולות של צמחים, וכי הצלילים הללו מכילים מידע, לדוגמה אודות היעדר מים או פגיעה כלשהי. אנחנו משערים שבטבע נקלטים קולות הצמחים על ידי יצורים בסביבה (כמו עטלפים, מכרסמים, חרקים שונים ואולי גם צמחים אחרים), שמסוגלים לשמוע את התדר הגבוה ולהפיק מידע שהוא רלוונטי עבורם. ייתכן שבעתיד יוכל גם האדם להשתמש במידע כזה, למשל באמצעות חיישן שידווח למגדל מתי הצמח מתייבש ויש להשקותו. מסתבר ששדה פסטורלי הוא כנראה מקום רועש – רק שאנחנו לא שומעים את הקולות!"

 

במחקרי המשך יבקשו החוקרים לבחון מספר סוגיות מרתקות: מהו המנגנון שבאמצעותו משמיעים הצמחים את הצלילים? כיצד עשים קולטים ומגיבים לצלילים שמשמיעים צמחים? והאם גם צמחים אחרים 'שומעים את הקולות'?

מחקר

26.03.2023
הרובוט הזעיר שמסוגל לנווט בסביבה פיזיולוגית וללכוד תאים פגומים

הכירו את המיקרו-רובוט ההיברידי: טכנולוגיה חדשנית זעירה בגודל 10 מיקרון (גודל של תא ביולוגי)

  • הנדסה וטכנולוגיה
  • רפואה ומדעי החיים

חוקרים באוניברסיטת תל אביב פיתחו מיקרו-רובוט היברידי בגודל תא ביולוגי בודד (כ-10 מיקרון), שניתן לשליטה ולניווט באמצעות שני מנגנונים שונים – חשמלי ומגנטי. המיקרו-רובוט מסוגל לנווט בין התאים השונים בדגימה ביולוגית, להבחין בין סוגי תאים שונים ואף לזהות האם מדובר בתא בריא או תא גוסס, ואז להעמיס עליו את התא הרצוי ולשאת אותו להמשך אנליזה, החדרת תרופה או גן או לבודדו לצורך ריצוף גנטי. לדברי החוקרים, הפיתוח עשוי לסייע בקידום מחקרים בתחום החשוב של 'אנליזת תא בודד' (single cell analysis), וכן באבחון רפואי, בהובלת תרופות, בכירורגיה ובשמירה על הסביבה.

 

הטכנולוגיה החדשנית פותחה בהובלת פרופ' גלעד יוסיפון מבית הספר להנדסה מכנית ומהמחלקה להנדסה ביו-רפואית באוניברסיטת תל אביב, ובהשתתפות הפוסט-דוקטורנטית Dr. Yue Wu מאוניברסיטת תל אביב, וכן הסטודנטית סיון יעקב והפוסט-דוקטורנט Dr. Afu Fu מהטכניון. המאמר פורסם בכתב העת Advanced Science.

 

בהשראת מיקרו-שחיינים ביולוגיים

פרופ' גלעד יוסיפון מסביר כי מיקרו-רובוטים הם חלקיקים סינטטיים זעירים בגודל של תא ביולוגי, שיכולים לנוע ממקום למקום ולבצע פעולות שונות (לדוגמה: איסוף יעיל של מטענים סינטטיים או ביולוגיים) באופן אוטונומי על פי תכנון מראש, או באמצעות שליטה מבחוץ בידי מפעיל או מערכת בקרה. לדבריו, יכולת התנועה העצמית של המיקרו-רובוטים (הקרויים לפעמים גם מיקרו-מנועים וחלקיקים אקטיביים), הונדסה בהשראת מיקרו-שחיינים ביולוגיים, דוגמת חיידקים ותאי זרע. מדובר בתחום חדשני שמתפתח במהירות, עם מגוון רחב של שימושים בתחומים כמו רפואה וסביבה, וגם ככלי מחקרי.

 

"הכוונה בעתיד היא לפתח מיקרו-רובוטים שיפעלו גם בתוך הגוף – למשל כנשאי תרופות יעילים שניתן לנווט אותם למטרה באופן מדויק."

 

במסגרת הפיתוח החדשני, החוקרים השתמשו במיקרו-רובוט כדי ללכוד תא דם, תא סרטני או חיידק בודד, והראו כי הוא מסוגל להבחין בין תאים בעלי רמות חיות שונות – תא בריא, תא שנפגע על ידי תרופה, או תא שמת או גוסס בתהליך 'התאבדות' טבעי (הבחנה כזאת עשויה להיות משמעותית לדוגמה בעת פיתוח תרופות נגד סרטן).

 

כמו כן, לאחר שזיהה את התא המבוקש, הצליח המיקרו-רובוט גם ללכוד אותו ולהובילו להמשך טיפול ואבחון הפגיעה בתא. חידוש חשוב נוסף בטכנולוגיה הוא זיהוי תא המטרה ללא צורך בתיוגו: המיקרו-רובוט מזהה את סוג התא ואת מצבו (דוגמת רמת חיות) באמצעות מנגנון חישה מובנה המבוסס על התכונות החשמליות הייחודיות של התא.

 

 

פרופ' יוספון: "הפיתוח החדש שלנו מוסיף נדבך חשוב לטכנולוגיה זו, בשני היבטים עיקריים: הנעה וניווט היברידיים על ידי שני מנגנונים שונים – חשמלי ומגנטי, לצד יכולת משופרת לזהות וללכוד תא בודד ללא צורך בתיוג, לצורך בדיקה מקומית או שליפה והובלה למכשור חיצוני. מחקר זה בוצע על דגימות ביולוגיות במעבדה, אך הכוונה בעתיד היא לפתח מיקרו-רובוטים שיפעלו גם בתוך הגוף – למשל כנשאי תרופות יעילים שניתן לנווט אותם למטרה באופן מדויק."

 

החוקרים מסבירים שלמנגנון ההנעה ההיברידי של המיקרו-רובוט יש חשיבות מיוחדת בסביבות פיזיולוגיות, כמו למשל ביופסיה נוזלית. "המיקרו-רובוטים שפעלו עד היום בהתבסס על מנגנון חשמלי, לא היו יעילים בסביבות מסוימות המאופיינות במוליכות חשמלית גבוהה יחסית, כמו למשל בסביבה פיזיולוגית, בה ההנעה החשמלית  פחות אפקטיבית. כאן יכול להיכנס לפעולה המנגנון המגנטי המשלים, שהוא יעיל מאוד ללא קשר להולכה חשמלית."

 

פרופ' יוסיפון מסכם: "במחקר שלנו פיתחנו מיקרו-רובוט חדשני, בעל יכולות חשובות שמוסיפות נדבך משמעותי לתחום: הנעה וניווט היברידיים באמצעות שילוב של שדה חשמלי ומגנטי, וכן יכולת לזהות, ללכוד, ולהוביל תא בודד ממקום למקום בסביבה פיזיולוגית. ליכולות אלה יש משמעות רבה עבור מגוון רחב של יישומים וגם למחקר. בין היתר עשויה הטכנולוגיה לתמוך בתחומים הבאים: אבחון רפואי ברמת התא הבודד, החדרת תרופות או גנים לתאים, עריכה גנטית, נשיאת תרופות ליעדן בתוך הגוף, ניקוי הסביבה מחלקיקים מזהמים, פיתוח תרופות, וטכנולוגיית 'מעבדה על חלקיק' שנועדה לבצע אבחון במקומות הנגישים רק למיקרו-חלקיקים."

 

מחקר

14.03.2023
פריצת דרך מדעית: לראשונה בעולם חיסון mRNA נגד חיידקים קטלניים

חוקרים הצליחו לראשונה בעולם לפתח חיסון נגד חיידק קטלני, ופותחים פתח לחיסוני mRNA גם נגד חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה

  • רפואה ומדעי החיים

לראשונה בעולם: צוות חוקרים מאוניברסיטת תל אביב והמכון הביולוגי פיתחו חיסון מבוסס mRNA שיעיל ב-100% נגד חיידק שהוא קטלני לבני אדם. זאת הפעם הראשונה שבה חיסון מבוסס mRNA שהובל באמצעות ננו-חלקיקים שומניים (ליפידיים) מספק הגנה חיסונית מפני חיידק קטלני.

 

המחקר נערך במודל חיות והראה כי כלל החיות שטופלו בחיסון נשארו מוגנות ולא נפגעו מהחיידק. לטענת החוקרים, הטכנולוגיה החדשה שפיתחו מקנה תשתית לפיתוח חיסון מהיר ויעיל במקרה חירום של התפרצות מחלות הנגרמות ע"י חיידקים, ביניהם גם חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה.

 

את המחקר החדש הובילו הדוקטורנט עידו קון ופרופ' דן פאר, ראש המעבדה לננו-רפואה המכהן גם כסגן הנשיא למחקר פיתוח באוניברסיטת תל אביב, בשיתוף פעולה עם חוקרים מהמכון למחקר ביולוגי (ינון לוי, אורי אליה, עמנואל ממרוד ועופר כהן). תוצאות המחקר מתפרסמות היום בכתב העת היוקרתי Science Advances.

 

"היכולת למגן כנגד חיידק קטלני על בסיס מנת חיסון אחת בלבד מהווה כלי חשוב מאוד ביכולת שלנו להתגונן בעתיד בפני מגיפות מבוססות חיידקים המתפרצות במהירות."

 

 

יעיל ב-100%

עידו קון מסביר: "חיסוני mRNA, כמו החיסונים שקיבלנו נגד נגיף הקורונה, יעילים נגד נגיפים, אך לא נגד חיידקים. מעבר ליעילות החיסונים, היתרון הגדול של החיסונים הללו הוא המהירות: מרגע פרסום הרצף הגנטי של נגיף ה-SARS-CoV2 ועד לניסוי קליני הראשון של החיסון שאושר על ידי ה-FDA חלפו 63 ימים בלבד. עד היום הסברה הייתה שביולוגית אי אפשר לפתח חיסוני mRNA נגד חיידקים. אנחנו הוכחנו שאפשר לפתח חיסון mRNA יעיל ב-100% נגד חיידק קטלני".

 

צוות החוקרים מסביר כי נגיפים (וירוסים) תלויים בתא חיצוני ("מארח") ומשתמשים בתאי הגוף שלנו כמפעל לייצור חלבונים על בסיס הרצף הגנטי שלהם על מנת להתרבות. הם מדביקים את התא במולקולת רנ"א – mRNA – שמכילה הוראות ייצור לחלבוני הנגיף. הנגיף משתמש בתא כמפעל לייצור העתקים של עצמו. בחיסון mRNA מסנתזים את המולקולה הזאת ועוטפים אותה בננו-מעטפת שומנית הדומה לקרום התאים בגוף האדם. כך, המעטפת נצמדת לתא, התא מייצר את חלבוני הנגיף והמערכת החיסונית לומדת להכירו ולהתגונן מפניו במקרה של חשיפה לנגיף הממשי.

 

קון מוסיף: "מאחר שנגיפים מייצרים את החלבונים בתוך התאים שלנו, החלבונים המתורגמים מהרצף גנטי של הנגיף או רצף mRNA שאנחנו מסנתזים במעבדה, יוצאים דומים. חיידק זה סיפור אחר. החיידק מייצר לעצמו את החלבונים, הוא לא צריך אותנו. בעקבות האבולוציה השונה של בני אדם וחיידקים, חלבונים שמיוצרים בחיידקים יכולים להיות שונים מהחלבונים שמיוצרים בתאי אדם, למרות שהם מסונתזים על בסיס אותו רצף גנטי."

 

"חוקרים ניסו לסנתז חלבונים של חיידקים בתאי אדם, אבל החשיפה אליהם לא יצרה נוגדנים בגוף, כלומר לא נוצר אפקט חיסוני. למרות שהחלבון המיוצר זהה, שכן הוראות הייצור שלו זהות, בתהליך הפרשתו הטבעית מתא האדם הוא עובר שינויים מהותיים, כמו תוספת סוכרים. אנחנו פיתחנו שיטה מיוחדת לפליטתו מהתא תוך כדי עקיפת חלק ממסלולים אלו, וראינו תגובה חיסונית משמעותית: הגוף זיהה את החלבונים כחלבונים של חיידקים. במקביל הוספנו לחלבון החיידקי מקטע של חלבון אנושי שמעניק לו יציבות, כדי שלא יתפרק בגוף מהר מדי. שתי פריצות הדרך הללו הניבו תגובה חיסונית מלאה".

 

 

מוכנות מראש למגפה חיידקית

פרופ' פאר מסכם: ככלל, קיימים חיידקים פתוגניים רבים שלא קיים עבורם חיסון. בעשורים האחרונים, עקב שימוש לא מבוקר באנטיביוטיקה החלו חיידקים רבים לפתח עמידות לאנטיביוטיקה, ולכן היעילות של תרופות אנטיביוטיות נפגעת. פיתוח חיסונים חדשים עשוי לאפשר התמודדות עם בעיה עולמית זו. כבר היום חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה מהווים סכנה ממשית. אנחנו בדקנו את חיסון ה-mRNA שפיתחנו בחיות שהודבקו בחיידק קטלני, אחרי שבוע כל החיות שלא קיבלו חיסון מתו בעוד שכל החיות שחוסנו בחיסון שפיתחנו נותרו בריאות. מעבר לזה, באחת משיטות החיסון שלנו ראינו שמנת חיסון אחת בלבד מספקת מיגון מלא בחיות המחוסנות כשבועיים בלבד לאחר מתן החיסון. היכולת למגן כנגד חיידק קטלני על בסיס מנת חיסון אחת בלבד מהווה כלי חשוב מאוד ביכולת שלנו להתגונן בעתיד בפני מגיפות מבוססות חיידקים המתפרצות במהירות. חשוב לזכור כי הסיבה לכך שהחיסון נגד הקורונה פותח במהירות כזאת היא שהחיסון נשען על שנים של מחקר בפיתוח חיסוני mRNA לנגיפים דומים. השיעורים שנלמדו שם חסכו זמן יקר. אם מחר בבוקר תתפרץ מגפה חיידקית, המחקר שלנו מתווה את הדרך לפיתוח חיסוני mRNA מהירים, בטוחים ויעילים".

 

המחקר מומן בעזרת מענקי מחקר מהאיחוד האירופי (ERC ;EXPERT) וע״י משפחת שמוניס (לפרופ׳ פאר).

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
שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות נא לפנות בהקדם לכתובת שכאן >>