הכנס השנתי של המרכז לחקר המורשת הבנויה ע״ש אבי ושרה ארנסון, שנערך בתמיכת הטכניון ועיריית חיפה, התקיים בבניין העירייה ב-28 בנובמבר. האירוע התקיים כחלק מסדרת אירועים המוקדשים ל-100 שנות באוהאוס בחיפה.

המרכז לחקר המורשת הבנויה נוסד ב-1975 בפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים, ופועל בכוחות מחודשים תודות לתרומתה של משפחת ארנסון ב-2017. המרכז  נועד להוות בית לחקר ההיסטוריה של הסביבה הבנויה בישראל באמצעות ארכיון מסמכים ואוספים, הוצאת ספרים ומחקר חוצה גבולות.

מימין לשמאל: מנחם גץ (נשיא מועדון רוטרי חיפה), אלונה נצן שיפטן (יו״ר המרכז לחקר המורשת הבנויה ע״ש אבי ושרה ארנסון בטכניון)ונתן פלדמן (מועדון רוטרי חיפה)

מימין לשמאל: נתן פלדמן (מועדון רוטרי חיפה), וורנר מולר (באוהאוס דסאו), יאשה גרובמן (דיקן הפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון), מנחם גץ (נשיא מועדון רוטרי חיפה)

שרה ארנסון בכנס

האירוע, בהנחיית ראש המרכז פרופ' אלונה נצן-שיפטן, התגבש כמחווה לספר  Bauhaus on the Carmel and the Crossroads of Empire שכתבו גילברט הרברט וסילבינה סוסנובסקי בשנת 1993  ויצא גם הוא בהוצאת מרכז המורשת ויד בן צבי . ספר זה הוא בסיס ומקור השראה למחקר היסטורי אודות האדריכלות בחיפה.

בשנות ה-20 וה-30 היגרו לארץ ישראל המנדטורית כ-100 אדריכלים, אשר השתתפו בעיצובו של המרחב המקומי ברוח התנועה המודרנית ובהשפעת אסכולת הבאוהאוס. אף שבתודעה הציבורית מתוייג הבאוהאוס כ"סגנון תל אביבי" בפועל מובילה חיפה במספר המבנים המזוהים עם אסכולה זו. חלקם הגדול של המבנים נמצא בשכונת הדר הכרמל שתוכננה על ידי האדריכל היהודי-גרמני ריכרד קאופמן. ההרס, הנטישה, חוסר העניין וההזנחה של מבנים אלו הם חלק מהסיבות לכך שחיפה אינה מוכרת כמרכז מובהק של התנועה המודרנית בארכיטקטורה.

דיקן הפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון פרופ' יאשה גרובמן הודיע במסגרת דבריו בכנס כי זוהי "שנת חיפה" בפקולטה. לדבריו, "אנחנו יושבים על יהלום, וברצוננו לסייע לעיר לחשוף את אוצרותיה ולהחזיר את הברק לחיפה."

בדברי הפתיחה שלה אמרה ראש העיר חיפה ד"ר עינת קליש-רותם כי אחד הנושאים הראשונים בהם טיפלה עם כניסתה לתפקיד הוא תכנון שנת המאה לבאוהאוס בחיפה. נושא זה קרוב לליבה שכן את השכלתה האדריכלית רכשה בטכניון, שבו גם לימדה, ומכיוון שכיהנה בעבר כיו"ר אגודת האדריכלים בחיפה. "חיפה נדרשת למחשבה מחודשת על התפתחותה הכלכלית. אחד הנכסים הגדולים של העיר הוא מורשתה האדריכלית, ועלינו לשכנע את התושבים והמתכננים להביא לידי ביטוי את היהלום הזה," אמרה. ראש העיר גילתה כי היא חולמת על היום שבו תוכרז חיפה כאתר מורשת עולמית של אונסק"ו, כפי שקרה עם "העיר הלבנה" בתל אביב.

שרה ארנסון, שקיבלה בחודש יוני תואר "עמית כבוד" של הטכניון, דיברה על האדריכלות ככלי חשוב בעיצוב המרחב הציבורי. "חשוב לשמר את העבר בעודנו בונים את העתיד, וזה המקום שבו המחקר האקדמי פוגש את האינטרס הציבורי," אמרה. היא הביעה את תודתה לפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים, "המבינה כי עתידנו חייב להיבנות מתוך מורשת העבר המגוונת," ואמרה כי היא מאמינה בכל ליבה בחשיבות היחסים בין הטכניון לעיר.

בית הספר לעיצוב ואמנות הבאוהאוס אומנם נוסד בגרמניה, אך השפעתו ניכרה היטב גם באוסטריה וברחבי אירופה. זו הסיבה שלכנס הוזמנו מומחים משתי המדינות. ארנו מיטלדורפר, הנספח התרבותי של שגרירות אוסטריה בישראל, דיבר באריכות על הקשר בין אוסטריה לחיפה. בין היתר הזכיר מיטלדורפר את הקשר כפי שהוא בא לידי ביטוי בספרו של תאודור הרצל, "אלטנוילנד" (1902). הרצל, שהיה  יליד הממלכה האוסטרו הונגרית, התחנך והתבגר בוינה, תיאר את חיפה כעיר אוטופית וכמרכז כלכלי – טכנולוגי ותרבותי עתידי . לימים, בשנות ה-30, אדריכלים יהודים רבים שהוכשרו בוינה מצאו מקלט בחיפה והשפיעו רבות על בנייתה של העיר בסגנון הבינלאומי של הבאוהאוס.

פרופ' ורנר מולר מקרן באוהאוס דסאו תיאר את אסכולת הבאוהאוס ואת חתירתה לשינוי החברה באמצעות עידוד חיים בצוותא. הוא הציג קווי דמיון בין אידיאולוגיית הבאוהאוס לבין החלוצים המוקדמים שהגיעו לארץ ישראל, ובעיקר מייסדי הקיבוצים. פרופ' רודולף לוקמן מאוניברסיטת אנהלט למדע יישומי בגרמניה דיבר על הקשר היהודי הנרחב לבאוהאוס. הרצאתו התמקדה בלאופולד פישר, אדריכל יהודי שעבד עם מייסד הבאוהאוס, האדריכל ואלטר גרופיוס, ולימד בבית הספר בדסאו. פרופ' אלפרד יאקובי מאוניברסיטת אנהלט, שלימד שנה בטכניון לפני כ-25 שנה ושומר על קשרים עמוקים עם המוסד ועם חיפה, הרחיב את היריעה כשהציג את מיזמי הדיור הציבורי החלוציים של האדריכל ארנסט מאי בפרנקפורט החדשה.

החוקר מתיאס דורפשטלר מהאוניברסיטה הטכנולוגית של וינה דן בעבודתם של האדריכלים שהגיעו מווינה ועבדו בחיפה בשנות השלושים. "כ-100 אדריכלים הגיעו מאירופה, רבים מהם מאוסטריה. שישה מהם היו סטודנטים בבית הספר לבאוהאוס, מתוכם שלושה אדריכלים: אריה שרון, שמואל מיסטצ'קין ומוניו וייראוב-גיתאי. בנו, במאי הקולנוע עמוס גיתאי, סיפר על אביו, שלמד בבאוהאוס ועלה לישראל, התגורר בחיפה ותכנן יותר מ-8,000 בניינים בישראל.

ד"ר אור אלכסנדרוביץ, מומחה בקלימטולוגיית בנייה וחבר סגל בפקולטה, תיאר כיצד בארץ ישראל של תחילת המאה ה-20 נעשה ניסיון מדעי חלוצי ראשון מסוגו לתכנן בניינים תוך התחשבות בהיבטים אקלימיים. האדריכל אלכסנדר ברוולד, שהיגר מגרמניה לחיפה, שקל כבר ב-1909 את חשיבות השמש והרוח בתכנונו של בניין הטכניון ההיסטורי. האדריכל הנודע אריה שרון, שלמד בבית הספר לבאוהאוס תחת ואלטר גרופיוס והאנס מאייר, שקל גם הוא היבטים אקלימיים כמרכיב חיוני בתכן בריא, אף שכמה מהנחותיו היו שגויות.

ואליד כרכבי, ראש צוות השימור בחיפה, הציג סקירה של שיתוף הפעולה היהודי-ערבי בתחום האדריכלי בתקופת המנדט הבריטי. הוא הסביר כי הבריטים תכננו את חיפה כמרכז המינהלי הראשי שלהם במזרח התיכון, וכי אוכלוסיית העיר גדלה באופן אקספוננציאלי בשנות ה-30 וה-40. אחד הפרויקטים החשובים באותן שנים היה הקמת הנמל החדש בחיפה, שנבנה באותו סגנון בין-לאומי. רבים מהאדריכלים שנמלטו מהנאצים והתיישבו בחיפה בנו בתים לאליטה הערבית בחיפה. אחד הבולטים שבהם היה משה גרשטל, שגם תכנן את שוק תלפיות ברחוב סירקין.

האדריכל אדיב דאוד-נקאש, מומחה בשיחזור ובשימור במגזר הערבי בישראל, דיבר על הסגנון האדריכלי שפותח בשלהי שנות ה-30 ואותו כינה "מודרניזם לבנטיני", במרכז מחקרו עמדו עבודותיו של האדריכל הלבנוני אנטון תאבט, מנהיג של התנועה המודרנית בארצות ערב, שבנה את ״אחוזות הגן״ בחיפה.

את שילוב הכוחות האדריכליים בחיפה ואת מגוון מקורות הידע וההשפעה לאורך השנים תיאר ד"ר רון פוקס מאוניברסיטת חיפה המלמד בפקולטה לארכיטקטורה בטכניון. את האירוע סיכמה ד"ר ליאורה ברעם-שחל שתיארה את תהליכי המחקר בנושא האדריכלות בחיפה שהתקיימו במרכז המורשת בראשית שנות ה-90, את כתיבתו של הספר "באוהאוס על הכרמל" ואת התערוכה שהופקה בעקבותיו. בסיום הערב תיארה האוצרת ד"ר גליה בר אור את ארועי ה"באוהאוס החברתי" שאצרה במסגרת אירועי "בתים מבפנים" שהתקיימו בחיפה.

חוקרים בפקולטה להנדסה ביו-רפואית מצביעים לראשונה על נזקיו של סילון האוויר היוצא מצינור ההנשמה

מודל מלאכותי חדש של דרכי הנשימה של פגים, וניסויים שנעשו בו, צפויים להפחית את הפגיעה הנגרמת לתינוקות מונשמים. המחקר שהתפרסם ב- Interface Journal of The Royal Society נערך על ידי הדוקטורנט אלירם נוף ופרופ' ג'וזואה שניטמן מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון ופרופ' דני וייסמן, מנהל יחידת היילודים במרכז הרפואי כרמל.

סימולציית מחשב של הנשמת המודל; באדום – אזורים הצפויים להיפגע

המודל הממשי שעליו נעשו הניסויים בפועל (בתמונה, המודל אינו מחובר למערכת ההנשמה)

אלירם נוף

פרופ' ג'וזואה שניטמן

יותר מ-10% מן התינוקות בעולם נולדים בטרם עת. תינוקות אלה בכלל, ופגים בפרט, מוגבלים בתפקודם בהיבטים שונים מאחר שהמערכות בגופם לא הספיקו להתפתח כראוי. אחת המערכות האלה היא מערכת הנשימה, המגיעה לתפקוד מלא רק בשלב מאוחר בהתפתחות העוברית. זו הסיבה שלידה מוקדמת מאופיינת במקרים רבים במצוקה נשימתית, בין השאר בשל העדרו של חומר שומני ייחודי, סורפקטנט (surfactant), שמונע את קריסת נאדיות הריאה ומקל על הנשימה.

למרבה המזל, הרפואה המודרנית יודעת להתמודד עם בעיה זו ולהציל את הפגים, בעיקר במתן סורפקטנט חיצוני המשולב בהנשמה באמצעות מנשם – מכונת הנשמה המזרימה אוויר לקנה הנשימה של התינוק דרך צינור המוחדר דרך הפה.

אולם במתכונתו הנוכחית, השימוש במנשם אינו חף מבעיות. אחת מתופעות הלוואי האפשריות של הנשמת פגים היא הפגיעה ברקמות הריאה. בפעולת ההנשמה אין סטנדרטיזציה, שכן כל תינוק מצריך התאמה אישית של נתוני ההנשמה המלאכותית – אחוז החמצן באוויר המוחדר, נפח האוויר, הלחץ, הקצב ועוד. הרופאים עושים כמיטב יכולתם כדי להתאים נתונים אלה לצורכי התינוק ולצמצם את הפגיעה בו, ועדיין, תינוקות רבים נפגעים בתהליך הזה, החיוני להצלת חייהם.

כאן נכנס לתמונה המודל הייחודי שפיתחו חוקרי הטכניון. לאחר פעילות מחקרית ממושכת ברמת המודל המתמטי פיתחו נוף ופרופ' שניטמן מודל פיזי, עשוי סיליקון, המדמה – בתלת-ממד ובגודל אמיתי – את דרכי הנשימה העליונות בגופו של הפג.

החוקרים הופתעו לגלות תופעה שאינה מוזכרת כלל בספרות הרפואית: סילון אוויר ביציאה מהצינור המוחדר לפיו של הפג. "עד כה ידעו שהצינור עלול לפצוע ישירות את הרקמה העדינה, אך לא התייחסו כלל להשפעת זרימת האוויר," אומר נוף. "במחקר הנוכחי גילינו לראשונה שבשל מיקומו מפעיל סילון זה כוחות חיכוך חזקים על רקמת האפיתל – שכבת התאים שמצפה את דרכי הנשימה העליונות. הכוחות האלה עלולים לגרום נזקים ובהם דלקת, המהווים סיכון ממשי לפג."

את הממצא האמור בחנו החוקרים במודל הסיליקון וגילו כי אכן, הסילון מפעיל על רקמת הריאה לחץ העלול לגרום לה נזק משמעותי. בהמשך המחקר הם מתכוונים לזרוע על הרקמה תאים ביולוגיים חיים ולבחון את השפעתו של הסילון עליהם.

החדשות הטובות, בכל אופן, הן שמתוך הממצאים הסיקו החוקרים המלצות באשר לנתוני ההנשמה הרצויים. להערכתם, התאמת נתוני ההנשמה לתצורת הזרימה במערכת הנשימה של התינוק עשויה למנוע את הנזקים המתוארים כאן ולשפר את סיכוייהם של תינוקות אלה לפתח מערכת נשימה תקינה.

מסקנות אלה תואמות את המגמה הכוללת במחלקת הפגים בקריה הרפואית רמב"ם – מגמה של צמצום הפולשנות בטיפול ושל הפחתת השימוש בהנשמה פולשנית ככל האפשר.

לדברי ד"ר לירון בורנשטיין, רופאה בכירה במחלקה לטיפול נמרץ ילודים ופגים ברמב"ם, "עם ההתקדמות ברפואה אנו מצליחים כיום לטפל בפגים צעירים יותר ובתחלואות מורכבות יותר. עם זאת, התחלואה הנשימתית עדיין מהווה גורם משמעותי בתמותה ובתחלואת פגים. הטכנולוגיה שמוצגת במאמר זה – יצירת מודל של אזור ספציפי בריאה וחקר הכוחות שמפעיל על הרקמה סילון האוויר הנוצר בהנשמה פולשנית – יכולה לקדם אותנו בהבנת המנגנונים המובילים לנזקי ההנשמה שאנו רוצים למנוע ובפיתוח טכניקות הנשמה עדינות יותר, המתאימות לאוכלוסיית הפגים."

פרופ' ג'וזואה שניטמן נולד בצרפת וגדל בארה"ב ובשוויץ. בקיץ 2010, עם דוקטורט מ-ETH ציריך, עלה לישראל והצטרף לסגל הטכניון. הוא זכה בפרסים רבים ובהם פרס החוקר הצעיר מטעם האגודה הבינלאומית לאירוסולים ברפואה (ISAM) לחוקרים מתחת לגיל 40. כיום הוא עומד בראש המעבדה לביו-זורמים בפקולטה להנדסה ביו-רפואית. פרופ' שניטמן פיתח את כלי האיבחון הראשון המאפשר מעקב כמותי אחר הדינמיקה של חלקיקים במערכת הנשימה. זוהי "ריאה על שבב" (acinus-on-chip) הרלוונטית הן להערכת סיכונים בריאותיים (זיהום וכיו"ב) והן להערכה ותכנון של תרופות למערכת הנשימה.

אלירם נוף עלה ארצה לבד בגיל 18 מארה"ב כדי להתגייס לצה"ל. לאחר תום שירותו הצבאי השלים תואר ראשון ושני במסלול מהיר בפקולטה להנדסת מכונות באוניברסיטת בן גוריון. גם את התואר השני עשה בבן גוריון, בהנחיית פרופ' אורן שדות ופרופ' גבי בן-דור במעבדה לחקר גלי הלם – חקר השפעות של זרימה על-קולית בשיתוף משרד הבטחון. לקראת הדוקטורט החליט אלירם ליישם את הרקע שרכש בתחום הזרימה עבור בעיות בעולם הרפואה, וכך נוצר הקשר עם פרופ' שניטמן, המנחה אותו בעבודת הדוקטורט.

למאמר ב- Interface Journal of The Royal Society   לחצו כאן

מאת: יעל יוסילבסקי ופרופ' בנימין פודבילביץ,  הפקולטה לביולוגיה

אביו לא ידע קרוא וכתוב עד סוף ימי חייו, אך סידני ברנר היה אוטודידקט שהפך לאחד מגדולי המדענים בעולם – חלוץ בתחום הביולוגיה המולקולרית בראשית דרכה ומדען פורץ דרך. ברנר שינה את האופן בו אנו מבינים ביולוגיה בכך שסייע לפענח את הקוד הגנטי.
את עיקר תהילתו קנה בזכות עבודתו עם התולעת הקטנה C. elegans, שאותה פיתח וביסס כאחד המודלים הביולוגיים השימושיים ביותר. בשנת 2002 זכה בפרס נובל עבור מחקריו בתולעת זו, אולם המשיך ועסק במגוון רחב של תחומי דעת במדעי החיים לאורך קריירת מחקר ענפה ופורייה שנמשכה למעלה מ-70 שנה.

סידני ברנר. צילום: ויקיפדיה

סידני ברנר [13 ינואר 1927 –5 אפריל 2019] נולד בעיירה הקטנה ג'רמיסטון שבדרום אפריקה להורים יהודים שהיגרו ממזרח אירופה. אביו עבד כסנדלר כל חייו, והמשפחה התפרנסה בדוחק. הוריו לא יכלו להרשות לעצמם לשלוח אותו לגן ילדים, והוא למד לקרוא מעיתונים ששימשו כמפת שולחן בביתה של השכנה שהתגוררה בהמשך הרחוב. לקוחה של אביו הבחינה בו קורא בגיל ארבע וחצי והתנדבה לקחת אותו ללא תשלום לגן ילדים שאותו ניהלה דרך הכנסייה המקומית. בבית הספר בלטו כישוריו והוא הוקפץ שלוש כיתות. במקביל הוא גילה את הספרייה המקומית, והחל לערוך ניסויים ביוכימיים בחצר ביתו. הוא בחן את השפעת החומציות על פיגמנטים שהפיק מעלים ופרחים (תופעות שלצערו התגלו קודם לכן), מה שהיווה בדיעבד את ראשית דרכו כמדען.

מערכת החינוך בדרום אפריקה אפשרה לו לקחת קורסים אקדמיים, וכך נרשם ללימודים באוניברסיטת וויטווטרסרנד (Witwatersrand) ביוהנסבורג כשהוא בן 14 בלבד. מצבם הכלכלי של הוריו לא אפשר להם לממן עבורו לימודים לתואר בביולוגיה, אך הם הצליחו להשיג עבורו מלגה לשכר לימוד בלימודי הרפואה. מאחר ולא יכול היה לממן את המגורים ביוהנסבורג, ברנר המשיך להתגורר בעיר הסמוכה ג'רמיסטון. הוא נהג להשלים מניין בבית הכנסת לאמירת תפילת קדיש עבור שכר זעום (ולפיכך הרגיש עצמו פטור מהשתתפות בלוויות בהמשך חייו). מאחר ועמד לסיים את לימודי הרפואה בטרם יגיע לגיל בו מותר לעסוק ברפואה (21) הוא פנה למסלול בוגר במדעים (B.Sc.) באנטומיה ופיזיולוגיה, שיועד לרופאים המתמחים בכירורגיה. שם הוא נחשף לראשונה להיסטולוגיה (חקר מבנים ורקמות בגוף) ולביולוגיה של התא. הוא בילה הפסקות צוהריים עם אחד המרצים בקריאה משותפת בספרי ביוכימיה, חוויה אליה התייחס כ"תלמודית" והבין כי מצא את ייעודו במדעי החיים.

מאחר ובשנת לימודיו האחרונה עבר למסלול לימודים אחר, מלגתו הופסקה, וברנר החל לעבוד כטכנאי במחלקה לאנטומיה על מנת לממן את לימודיו, שם למד לקבע ולהכין רקמות לצורך עבודה תחת המיקרוסקופ. אנקדוטה מאותה תקופה מספרת כי החליט לבחון לעומק תמיסת שימור רקמות שהכילה 95% אלכוהול ו- 5% גליצרין בכך שטעם ממנה, והתעורר בבוקר למחרת על רצפת המעבדה.

ברנר למד באופן עצמאי גנטיקה וציטוגנטיקה (מבנה ותפקוד הכרומוזומים) מעיון בספרים והיה הראשון שעסק במחקר ציטוגנטי בדרום אפריקה, כאשר את עבודת המגיסטר שלו בנושא ערך למעשה ללא מנחה. בבחינה המעשית הסופית של לימודי הרפואה הוא נכשל, מה שלא מפתיע מאחר והוא ולא פגש ולו חולה אחד במהלך לימודיו. יחד עם זאת, הוא ביצע במהלך תקופת הלימודים התמחות בבית חולים לאימהות, שם עסק ביילוד וגינקולוגיה בהצלחה מפתיעה. לאחר חצי שנה נוספת של לימודים הוא הוסמך לבסוף כרופא.

במקביל המשיך ברנר במחקר מעשי בתחום ההיסטולוגיה. לבסוף החליט לעזוב את דרום אפריקה ולהמשיך בקריירת מחקר באוניברסיטת אוקספורד (הוצעה מלגה לסטודנט אחד בלבד מדרום אפריקה, והוא היה זה אשר זכה בה).

באוקספורד התקבל למעבדתו של הפרופסור השנוי במחלוקת סר סיריל הינשלווד (Sir Cyril Hinshelwood), שעסק בעמידות חיידקים לתרופות, וטען כנגד קיומן של מוטציות. איש לא העז לנסות ולהתווכח עם פרופסור הינשלווד לגבי קיומן של מוטציות – עד שהופיע ברנר, שטרח ושחזר בכוחות עצמו ניסוי מורכב ומפורסם שערכו מקס דלברוק (Max Delbrück) וסלבדור לוריא (Salvador Luria) שעסק בהופעה ספונטנית של מוטציות בחיידקים. הניסוי עבד, והפרופסור השתכנע – עדות מוקדמת לכישוריו של ברנר, כמו גם לביטחונו העצמי.

במהלך שהותו באוקספורד פגש ברנר את הקריסטלוגרף ג'ק דוניץ (Jack Dunitz) והכימאי התיאורטי לזלי אורגל (Leslie Orgel), שעקבו מקרוב אחר ההתפתחויות בחקר מבנה ה-DNA. באפריל 1953 נדחקו סידני, ג'ף ולזלי יחד עם קריסטלוגרף נוסף במכונית קטנה ונסעו לקיימברידג', שם פגשו לראשונה את פרנסיס קריק וג'ים (ג'יימס) ווטסון, וחזו במודל המקורי של מבנה הסליל הכפול של ה-DNA, כשבועיים לפני פרסום המאמר הראשון של הצמד (ווטסון וקריק).

מהרגע בו ראה את מבנה ה-DNA, החל ברנר לחשוב על הקשר שבין DNA, חומצות אמינו וחלבון. הוא הושפע עמוקות מרעיונותיו המתמטיקאי הנודע ג'ון פון ניומן (von Neumann) אודות ה"אוטומטון" – תוכנה המייצרת את האמצעים לבצע את עצמה, וההבדל בין ה'תוכנה' (שמכילה את המידע הדרוש) ובין 'מבצע התוכנה' (שעושה שימוש במידע זה בכדי לעשות פעולה כלשהי) בעקבות כך חשב ברנר לראשונה על ה-DNA כמקור מקודד מידע, ולא כחומר ביולוגי גרידא, ופיתח תפיסה לפיה DNA וחלבון נבנים יחדיו. מחשבה זו התחדדה בעקבות הרצאתו של פרד סנגר (Fred Sanger), שהראה לראשונה את המבנה הראשוני חלבון האינסולין כאוסף סדור של חומצות אמינו.

בדצמבר 1952 ברנר נישא למאי קוביץ  (May Covitz) בלונדון, שם התגוררו בני הזוג במשך כשנה וחצי עם בנה של אשתו ועם ילדתם המשותפת. ביוני 1954 הוא קיבל הזמנה לבקר בארצות הברית, והתארח ב-Cold Spring Harbor למשך חודשי הקיץ, ואילו משפחתו חזרה לדרום אפריקה. במסגרת שהותו בארה"ב הוא ביקר במעבדה של ג'יימס ווטסון ב-Cal Tech ופגש רבים מהמדענים המובילים בתחום הבקטריופאג'ים (וירוסים המדביקים חיידקים) ובמדע המתפתח של הביולוגיה המולקולרית ובהם סימור בנזר (Seymour Benzer), מקס דלברוק (Max Delbrück) וסלבדור לוריא (Salvador Luria). בדרכו חזרה לדרום אפריקה עבר דרך קיימברידג' ופגש את פרנסיס קריק כדי לדון עמו באפשרות לעבוד יחד בעתיד.

בדרום אפריקה פתח ברנר מעבדת מחקר במחלקה לפיזיולוגיה של בית הספר לרפואה והמשיך לעבוד על מערכות בקטריופאג'ים ולפתח רעיונות תיאורטיים לגבי הקוד הגנטי. בדצמבר 1956 הוא הצליח, בעזרתו של פרנסיס קריק, לקבל משרה בקיימברידג', לשם עבר עם משפחתו. עם פרנסיס קריק חלק משרד משותף במשך 20 שנה, וערך עמו ניסויים פורצי דרך (שהתבססו על עבודתו של בנזר) אשר סיפקו את ההוכחה הראשונה לקיום הקוד הגנטי בצורת רצפים דיסקרטיים של שלושה בסיסים (¹); אז הוא טבע את המונח "קודון" המשמש עד ימינו. כמו כן הוא הביא ראיות לקיומו של ה-mRNA השליח (messenger RNA) כמצב ביניים המעביר מידע בין ה-DNA ובין החלבון (²). עבודתו על בקטריופאג'ים כללה בין היתר פיתוח של שיטות מיקרוסקופיה מתקדמות (³).

בהמשך הקריירה שלו הוא החל במיזם שנמשך כעשר שנים לפיתוח ושימוש בתולעת Caenorhabditis elegans כאורגניזם מודל, אשר כלל את מיפוי הגנום (חלקו פורסם ב-⁴), הקמת שיטות למחקר גנטי (⁵), ניתוח ואפיון מוטנטים רבים (⁵), ופענוח מבנה תאי העצב ומעגלי חישה-תגובה (^6,7) של התולעת.

כיום, אלפי מדענים ברחבי העולם חוקרים מגוון תהליכים ביולוגיים תוך שימוש ב- C. elegans. אורגניזם מיקרוסקופי זה מאפשר למדענים להבין לעומק תהליכים הקשורים כמעט לכל תחום במדעי החיים – החל מרמת התא (למשל תנועה, כיווניות, איחוי ותקשורת בין תאים) דרך רמת היצור השלם (למשל מטבוליזם, התנהגות והתפתחות עוברית) ואפילו נושאים כמו אקולוגיה, אבולוציה, הורשה, למידה וזיכרון, מחלות נוירודגנרטיביות והזדקנות. רצף ה-DNA השלם הראשון של חיה כלשהי שפוענח היה זה של התולעת, והגנים הראשונים הקשורים בהארכת תוחלת החיים התגלו בה בתולעת הזעירה שתוחלת חייה היא כ-3 שבועות לערך. תגלית נוספת שסיפקה התולעת הוא גילוי מנגנון אוניברסלי לבקרה על כמויות החלבונים בתא (RNAi).

על פיתוח C. elegans כאורגניזם מודל, שאפשר, בין היתר, את חקר שושלת התאים ההתפתחותית ותהליכים כגון מוות תאי מתוכנן (apoptosis) הוענק לסידני ברנר בשנת 2002 פרס נובל, יחד עם שותפיו רוברט (בוב) הורביץ (H. Robert Horvitz) וג'ון סלסטון (John E. Sulston). ב-1977 מונה ברנר כמנהל מעבדת ה-LMB-MRC, תפקיד בו שימש עד 1986, וקידם את פרויקט פענוח הגנום האנושי. גם עם פרישתו לגמלאות, הוא המשיך לעסוק במחקר ולהדריך סטודנטים – בתקופה זו חקר את רצף הגנום של דג ה-Pufferfish (אבו-נפחא) (⁸), פיתח שיטות לריצוף יעיל של DNA בחברת Lynx והקים באוניברסיטת ברקלי Berkeley את המכון למדעים מולקולריים Molecular Sciences Institute.

סידני ברנר היה מהדמויות הכריזמטיות והשנונות ביותר בתחום הביולוגיה. מדענים רבים נמשכו לעבודה ב-LMB בזכות אישיותו, יכולתו האינטלקטואלית והתלהבותו הגלויה מהמדע בו עסק. בכל התאספות או ארוחה עמד תמיד במוקד תשומת הלב וסיפר סיפורים בווירטואוזיות, לעתים במשך שעות ארוכות.

במשך שש שנים (1994-2000) הוא כתב טור דעה חודשי בשם Loose ends בעיתון המדעי Current Biology, ובו אסף רעיונות, עצות הומוריסטיות למדען המתחיל ואבחנות שנונות על אופי האקדמיה 'מאחורי הקלעים'.

לכל אותם רבים שהתוודעו לסגנונו המיוחד והכירו אותו יש עשרות סיפורים לספר אודותיו, על לשונו החדה, זכרונו הפנומנלי והשיחות שנוהלו על כוס תה אל תוך הלילה ב'ספרייה'- חדר בו קרא ברנר מאמרים וספרים ללא הרף.

רוג'ר קורנברג (Roger Kornberg), שהיה תלמידו של ברנר (וזוכה פרס נובל בעצמו), מספר כיצד ישבו הוא, ברנר ומספר חברי מעבדה נוספים ושוחחו על מדע אל תוך השעות המאוחרות של הלילה. כשאחד מהם עזב, סידני מיד העיר לגביו הערה עסיסית, מלאת אבחנה ועוקצנית. כך המשיכו לשוחח, ובכל פעם שאחד מהם קם והלך, היה ברנר מעיר לגביו משפט שנון וחד. "ואז נשארנו שנינו לבד", מספר קורנברג, "ופחדתי לעזוב".

בביוגרפיה שחיבר בשנת 2002 לאחר זכייתו בפרס הנובל כתב: "במהלך חיי המדעיים ובכל הפרויקטים בהם עסקתי חברו אליי מדענים רבים, צעירים כמו גם מבוגרים, שעבודתם הייתה הכרחית לחלוטין להצלחת מאמצינו המדעיים. רבים מהם פיתחו בהמשך קריירה משלהם ופרסמו עבודות מדעיות חשובות, ואולם כולנו זוכרים את התקופה הנהדרת בה אנו והמדע בו עסקנו היינו צעירים, וההתלהבות שלנו לעמוד בפני אתגרים חדשים לא ידעה גבולות. אני מאמין כי מדען צריך להימדד לפי איכות האנשים אותם עזר להכשיר ולא על פי הפרסים והאותות בהם זכה. מי ייתן ועבודותיי ידברו בעד עצמן".

ואכן עבודותיו דיברו בעד עצמן. עבודתו המדעית נטועה בלב העשייה הביולוגית ואותן אלפי מעבדות ברחבי העולם, רבות מהן של צאצאיו האקדמיים, שמשתמשות במודל התולעת לחקר התהליכים הביולוגיים הבסיסיים ביותר, מהוות גלעד חי ואולי נצחי למורשתו המדעית.

סידני ברנר נפטר ב-5 באפריל, 2019, בסינגפור, בהיותו בן 92.

ביבליוגרפיה:

My Life in Science by Sydney Brenner, 2002

NY Times Obituary by Nicholas Wade

(https://www.nytimes.com/2019/04/05/obituaries/sydney-brenner-dead.html)

Sydney Brenner – Biographical. NobelPrize.org. Nobel Media AB 2019. Thu. 23 May 2019.

(https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2002/brenner/biographical/)

Going strong at 75 by Horace Freeland Judson

(https://www.the-scientist.com/news/going-strong-at-75-53534)

Loose ends (https://current-biology-loose-ends.elsevierdigitaledition.com/)

1. Crick, F. H., Barnett, L., Brenner, S. & Watts-Tobin, R. J. General nature of the genetic code for proteins. Nature 192, 1227–32 (1961).
2. Brenner, S., Jacob, F. & Meselson, M. An unstable intermediate carrying information from genes to ribosomes for protein synthesis. Nature 190, 576–581 (1961).
3. Brenner, S. & Horne, R. W. A negative staining method for high resolution electron microscopy of viruses. BBA – Biochim. Biophys. Acta 34, 103–110 (1959).
4. Coulson, A., Sulston, J., Brenner, S. & Karn, J. Toward a physical map of the genome of the nematode Caenorhabditis elegans (ordered clone bank/genomic data base/clone matching). Proc. Nati. Acad. Sci. USA 83, 7821–7825 (1986).
5. Brenner, S. The genetics of Caenorabditis elegans. Genetics 77, 71–94 (1974).
6. Chalfie, M. et al. The neural circuit for touch sensitivity in Caenorhabditis elegans. J. Neurosci. 5, 956–64 (1985).
7. White, J.G., Southgate, E., Thomson, J.N. and Brenner, S. The structure of the nervous system of the nematode Caenorhabditis elegans. Philos Trans R Soc L. B Biol Sci 314, 1–340 (1986).
8. Brenner, S. et al. Characterization of the pufferfish (Fugu) genome as a compact model vertebrate genome. Nature 366, 265–8 (1993).

גמר הכימיאדה, אולימפיאדת הכימיה הארצית, התקיים השבוע בטכניון. זה אחד השיאים בתהליך שבסופו ייבחרו ארבעה תלמידים עבור הייצוג של מדינת ישראל באולימפיאדה הבינלאומית בכימיה, שתתקיים בקיץ באיסטנבול

הזוכה במקום הראשון בר שפר, תלמיד כיתה י"ב מקרית חינוך דרור בבני דרור (מימין לשמאל: ד"ר איזנה אטינגר, פרופ׳ זאב גרוס, בר שפר, סגן ראש עיריית חיפה עו"ד דוד עציוני וד"ר אביטל להב)

זוכי גמר הכימיאדה עם הצוות הניהולי והמאמנים מהפקולטה לכימיה ע"ש שוליך

34 משתתפי גמר הכימיאדה עם צוות הכימיאדה וסגן ראש עיריית חיפה

הזוכה במקום הראשון מיכאל גלגולה, תלמיד כיתה י"ב מהכפר הירוק. (מימין לשמאל: ד"ר איזנה אטינגר, פרופ׳ זאב גרוס, מיכאל גלגולה ,סגן ראש עיריית חיפה עו"ד דוד עציוני וד"ר אביטל להב)

34 תלמידים מכל רחבי הארץ השתתפו השבוע בגמר הכימיאדה, אולימפיאדת הכימיה הארצית, שהתקיימה בפקולטה לכימיה ע״ש שוליך בטכניון. במקום הראשון זכו במשותף בר שפר, תלמיד כיתה י"ב מקרית חינוך דרור בבני דרור ומיכאל גלגולה, תלמיד כיתה י"ב מהכפר הירוק.

את התלמידים ואת הקהל בירכו ראש תוכניות הנוער בפקולטה פרופ׳ זאב גרוס; פרופ׳ מרק גנדלמן, סגן דיקן הפקולטה; מנהלת נבחרות ישראל במדעים במדעני העתיד ד"ר נעמה בני; ד"ר איזנה ניגל, מאמנת ראשית של נבחרת ישראל בכימיה; וסגן ראש עיריית חיפה עו"ד דוד עציוני. את הטקס הנחתה ד"ר אביטל להב, מנהלת פרויקטי הנוער בפקולטה.

"מדהים ומרגש לראות מדי שנה את הניצוץ בעיני התלמידים המצטיינים שהתחרו בכימיאדה והגיעו היום מכל רחבי הארץ," אמר פרופ׳ זאב גרוס, ראש תוכניות הנוער בפקולטה. "התלמידים המצטיינים ביותר יתאמנו בהובלת ד"ר איזנה אטינגר ובסיוע צוות שכולל כמה מבוגרי האולימפיאדה הלומדים כיום בטכניון. בסוף התהליך ייבחרו ארבעת התלמידים שיזכו לייצג את מדינת ישראל באולימפיאדה הבינלאומית בכימיה, שתיערך באיסטנבול בקיץ הקרוב."

זו השנה ה-21 לקיומה של הכימיאדה, הנערכת בהובלת הפקולטה לכימיה ע"ש שוליך בטכניון במימון קרן מיימונידיס ומשרד החינוך. בתחרות זו נבחרים התלמידים המועמדים לאולימפיאדת הכימיה הבין-לאומית. נבחרות ישראל לאולימפיאדה רושמות בהתמדה הצלחות מרשימות, ונבחרת 2019 חזרה בקיץ מפריז עם מדליית כסף ושלוש מדליות ארד.

מחקר משותף של חוקרים בטכניון ובמכון דוידסון לחינוך מדעי מגלה: חדשות מדעיות מעניינות את הקהל הישראלי לא פחות מתכנים חדשותיים אחרים

ידיעות מדעיות שנכתבו על ידי מדענים מעניינות את צרכני החדשות לא פחות מכתבות מדעיות ואחרות שכתבו עיתונאים. כך עולה ממחקר שפרסמו ב-PLOS ONE חוקרים מהטכניון וממכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע.

ד"ר ארז גרטי, ראש תחום תקשורת המדע במכון דוידסון

פרופ' אילת ברעם-צברי, ראש קבוצת תקשורת המדע בפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה בטכניון. צילום: כפיר זיו

יעל בראל-בן דוד

את המחקר הובילה יעל בראל-בן דוד, דוקטורנטית בקבוצת תקשורת המדע בטכניון. לדבריה, "כולנו מתגאים במדע הישראלי אך ישראלים רבים אינם חשופים אליו, בין השאר משום שאירועים פוליטיים דוחקים במקרים רבים את החדשות המדעיות. המחקר הנוכחי מבהיר לנו שהציבור הישראלי מתעניין בתוכן מדעי שנכתב על ידי מדענים. אני מקווה שהממצאים שלנו יעודדו את המדענים לכתוב יותר, בידיעה שיש להם קהל סקרן, ואת עורכי האתרים להכניס ידיעות כאלה ללא חשש שיפגעו ברייטינג."

"עורכים רבים טוענים שהמדע לא 'מוֺכֵר', שאין לו רייטינג," מסבירה פרופ' אילת ברעם-צברי, ראש קבוצת תקשורת המדע בפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה בטכניון. "המחקר שלנו מפריך את הטענה הזאת. הוא מראה שאם אורזים את המדע בצורה מעניינת ורלוונטית, ולא מפרסמים אותו רק במדור המדעי, הוא ימשוך גם קוראים שאינם חובבי מדע מוצהרים."

ראש תחום תקשורת המדע במכון דוידסון, ד"ר ארז גרטי, אמר כי "מדע הוא תוכן מעניין. המדע לוקח מגוון תופעות בעולם ומסביר כיצד הן עובדות. כאשר מציגים תוכן מדעי לציבור בפלטפורמות החדשותיות, אנשים יקראו אותו בדיוק כפי שהם קוראים חדשות בכל תחום אחר. אחרי הכול, המדע הוא החיים עצמם."

על פי הממצאים, שהפתיעו את החוקרים, מספר הצפיות הממוצע בכתבות של מדענים באתר Ynet היה גבוה ביותר מ-20% ממספר הצפיות הממוצע בכתבות אחרות באותו הזמן ובאותו המדור. גם זמן השהייה הממוצע בכתבה היה ארוך יותר בכתבות שנכתבו על ידי מדענים.

בקבוצת הכתבות הראשונה נכללו 150 כתבות של סטודנטים לתארים מתקדמים במדעים, המשתתפים ב"תוכנית הכתבים" של מכון דוידסון שנועדה להכשיר אותם בכתיבה פופולרית. בקבוצת הכתבות השנייה נכללו כתבות שונות של כתבי האתרים.

אחת הכתבות שהסעירו את הקוראים עסקה בחיפושיות ריגול סייבורגיות. מדובר בכתבה ארוכה למדי (כ-1,200 מילים) הדנה באפשרות "לחטוף" את המערכת התנועתית של חרקים כדי לכוון אותם למקומות רצויים בעזרת שבב שיורכב על גבם, ואולי אף להשתמש בהם כמצלמות וידאו ניידות. כתבה זו, שנכתבה על ידי דוקטורנט במכון ויצמן, משכה עשרות אלפי גולשים ועוררה 28 דיונים.

המחקר התאפשר הודות לנכונותם של עורכי אתרי החדשות המובילים, מאקו ו-Ynet, לספק לחוקרים את מדדי האינטראקציה של קהל הקוראים עם התוכן המפרסם באתרים אלה. על סמך נתונים אלה השוו החוקרים את מספר הכניסות לכל כתבה, את משך השהייה בכתבה ואת מספר התגובות והלייקים. המסקנה, כאמור, היא שכתבות מדעיות שנכתבו על ידי מדענים מעניינות את הקהל לא פחות מכתבות מדעיות ואחרות שנכתבו על ידי עיתונאים.

למאמר ב- PLOS ONE   לחצו כאן

חוקרים בטכניון ובקריה הרפואית רמב"ם ועמיתיהם ב UHN– בית החולים המחקרי הגדול בקנדה – הצליחו להפיק במעבדה רקמות לב תלת-ממדיות מהונדסות מתאי גזע אנושיים מושרים. הרקמות, המדמות רקמות לב עלייתיות וחדריות, ישמשו בטווח הקרוב להתאמה אישית של תרופות למטופלי לב ולפיתוח תרופות חדשות עבורם. בעתיד הרחוק יותר צפויה הטכנולוגיה החדשה לשמש בייצור שתלים לאזורים פגועים בעליות הלב ובחדרים.

פרופ' ליאור גפשטיין, ראש מעבדת סוניס לאלקטרופיזיולוגיה של הלב ולרפואה רגנרטיבית בפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט ומנהל מערך הלב בקריה הרפואית רמב"ם

הדוקטורנטית עידית גולדפרכט

תהליך יצירת הרקמות העלייתיות והחדריות המהונדסות. תאי הלב (תאי חדר או עלייה) שמקורם בתאי הגזע מעורבבים עם קולגן ליצירת הרקמה המהונדסת בתוך תבנית ייעודית. הרקמה המתקבלת עוברת מתיחה מכנית ולבסוף מתקבלת הרקמה הסופית המתכווצת ומתרחבת לסירוגין. במקרה הזה פיתחו החוקרים רקמה טבעתית

יצירת מודל של פרפור עליות ברקמת העלייה המהונדסת, ומיפוי הפעילות החשמלית במודל זה בטור השמאלי מוצגת הפרעה הנובעת מהיווצרות "רוטורים", ובטור הימני – הפסקת ההפרעה וחזרה למקצב תקין באמצעות שימוש בתרופות קיימות וחדשות

להדגמת הפוטנציאל הטמון במודלים אלה פיתחו החוקרים מודל של הפרעת קצב ברקמה עלייתית. המודל מדמה את הפרעת הקצב השכיחה ביותר – פרפור עליות – ומאפשר לבחון את השפעתן של תרופות רלוונטיות במניעת הפרעת הקצב או בהפסקתה לאחר שכבר התפתחה.

את המחקר שהתפרסם לאחרונה ב- Nature Communication הובילו פרופ' ליאור גפשטיין, ראש מעבדת סוניס לאלקטרופיזיולוגיה של הלב ולרפואה רגנרטיבית בפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט ומנהל מערך הלב בקריה הרפואית רמב"ם, והדוקטורנטית עידית גולדפרכט. העבודה נעשתה במסגרת שיתוף פעולה המחקרי בין הטכניון ואוניברסיטת UHN בטורונטו, ובאופן ספציפי עם מעבדתו של פרופ' גורדון קלר.

ההישגים העיקריים המוצגים במאמר הנוכחי הם:

ראשית, אם בשלב קודם הציגה קבוצת המחקר התקדמות מיצירת תאי לב בודדים מתאי גזע מושרים של מטופלים  ליצירת רקמה דו-ממדית, הרי שכעת הושג מעבר לרקמה תלת-ממדית.

שנית, במחקר הנוכחי מדדו החוקרים הן  את הפעילות החשמלית של רקמת הלב המתקבלת באמצעות מערכת מיוחדת והן את הכוח המכני שהמערכת מייצרת – משתנה קריטי המשפיע באופן משמעותי על פעילותו התקינה של הלב.

שלישית, אם בעבר הצליחה הקבוצה לייצר רקמה שהיא "שעטנז" של תאי לב שונים, כאן הצליחו החוקרים לייצר לחוד תאי עליה ותאי חדר – שני סוגי תאי שריר לב (קרדיומיוציטים) שהם קריטיים לתפקוד הלב אך פועלים באופן שונה.

"ההפרדה בין שני סוגי התאים," מסביר פרופ' גפשטיין, "חשובה משום שתרופות המשפרות את תפקוד תאי העלייה, וכך מונעות הפרעות קצב עלייתיות, עלולות להזיק לתפקוד תאי החדר ואף לעורר הפרעות קצב חדריות. לדוגמה, בפרפור עליות – הפרעת הקצב השכיחה ביותר, האחראית ליותר מרבע ממקרי השבץ המוחי – אנחנו רוצים להשפיע באמצעות תרופות רק על הפעילות החשמלית של תאי העלייה מבלי לפגוע בתפקוד הרקמה החדרית. כעת, כשאנחנו יכולים לייצר בנפרד תאי עליה ותאי חדר, נוכל לבדוק כל תרופה על כל אחד מסוגי התא לחוד.

הכלים המחקריים הייחודיים שפותחו במחקר הנוכחי – רקמות עליה ורקמות חדר מהונדסות, ושיטות חדשניות לחקור אותן – עשויים לחולל מהפכה בתחום פיתוח התרופות וכן ביכולת להתאים תרופות באופן אישי לחולה שממנו הופקה הרקמה (רפואה מותאמת אישית). בטווח הרחוק, מקווה פרופ' גפשטיין, "נוכל להשתמש בשיטות דומות כדי לייצר גם רקמות לב שישמשו להשתלות בחולי לב. רקמות אלה ייקלטו היטב משום שהן מבוססות על המאפיינים הגנטיים של המטופל עצמו ולא של תורם זר."

המאמר הנוכחי משלים מחקר קודם ממעבדתו של פרופ' גפשטיין, שהתפרסם לאחרונה בעיתון הקרדיולוגי המוביל Journal of The American College of Cardiology. באותו מאמר תואר מודל ייחודי דו-מימדי של רקמת לב ממקור תאי גזע אנושיים, המאפשר לחקור הפרעות קצב במחלות גנטיות. בעבודה זו, שבוצעה על ידי ד"ר ראמי שינואי ונעים שאהין מקבוצת המחקר של פרופ' גפשטיין, נעשה שימוש במודל האמור לחקר תסמונת גנטית מסוכנת בשם תסמונת ה-QT המקוצר. תסמונת זו עלולה להוביל למגוון הפרעות קצב ואף למוות פתאומי במטופלים צעירים. המודל שהציגה קבוצתו של פרופ' גפשטיין מאפשר לשחזר ולחקור את הפרעת הקצב הנוצרת, לבחון במעבדה טיפולים שונים ולבחור מראש את הטיפול האופטימלי עבור המטופל הספציפי. עבודה זו גם הדגימה אפשרות להשתמש בעריכה גנטית (CRISPR) לתיקון המוטציה המובילה להפרעת הקצב.

המודלים המהונדסים הדו-ממדיים והתלת-ממדיים המתוארים בשני מאמרים אלה מבוססים על יצירת תאי לב בטכנולוגיית תאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים (human induced pluripotent stem cells, hiPSCs). טכנולוגיה זו פותחה בראשיתה על ידי החוקר היפני שינייה יאמנקה, חתן פרס נובל ברפואה לשנת 2012. אחד מיתרונותיה הבולטים של טכנולוגיה זו הוא האפשרות לייצר תאים ורקמות להשתלה מתאי גופו של המטופל עצמו – מה שמונע את בעיית הדחייה, האופיינית להשתלה של תאים שמקורם באדם אחר. התהליך, בתיאור פשטני, מתחיל באיסוף תאים בוגרים – תאי עור, למשל – מהמטופל. תאים אלה עוברים תכנות מחדש במעין "מנהרת זמן תאית" ומוחזרים למצב של תאי אב המזכירים תאי גזע עובריים. בהמשך ממוינים תאי האב במעבדה לרקמה הרצויה. במעבדתו של פרופ' גפשטיין, המתמקדת בגידול רקמות לב, משתמשים החוקרים בגורמי גידול שונים כדי לכוון את התמיינותם של תאי הגזע לתאי לב, וכפי שהודגם במאמר האחרון, אפילו לסוגים שונים של תאי לב: תאי חדר, תאי עלייה ותאי קוצב.

למאמר המלא ב- Nature Communications  לחצו כאן

הטכניון קיים בשבוע שעבר בפעם השלישית את יום המחקר למשתלמים ע"ש ג'ייקובס. האירוע, שבו מציגים סטודנטים לתארים מתקדמים את מחקריהם, נערך במסגרת בית הספר לתארים מתקדמים ע"ש אירווין וג'ואן ג'ייקובס

42 דוקטורנטים ו-16 מגיסטרים, שנבחרו בימי מחקר פקולטיים מוקדמים, הציגו מגוון רחב של מחקרים. שני צוותי שיפוט, אחד לדוקטורנטים ואחד למגיסטרים, בחן את הפוסטרים ובחר את הזוכים

בקטגוריית הדוקטורנטים זכה במקום הראשון דוד קייסר מהתוכנית הבין-יחידתית לאנרגיה על עבודתו בנושא "טורבינת רוח מבוססת עילוי דינמי" בהנחיית פרופ' דוד גרינבלט

בקטגוריית המגיסטרים זכה במקום הראשון פבל ליפשיץ מהפקולטה להנדסת חשמל ע"ש ויטרבי, על עבודתו בנושא פריצה למכשירים סלולריים באמצעות הסוללה שלהם בהנחיית פרופ"ח מרק זילברשטיין ופרופ"ח רונן טלמון

42 דוקטורנטים ו-16 מגיסטרים, שנבחרו בימי מחקר פקולטיים מוקדמים, הציגו מגוון רחב של מחקרים. שני צוותי שיפוט, אחד לדוקטורנטים ואחד למגיסטרים, בחן את הפוסטרים ובחר את הזוכים.

בקטגוריית הדוקטורנטים זכה במקום הראשון דוד קייסר מהתוכנית הבין-יחידתית לאנרגיה על עבודתו בנושא "טורבינת רוח מבוססת עילוי דינמי" בהנחיית פרופ' דוד גרינבלט. לדברי חבר השופטים, בעבודה זו "מוצעות בפעם הראשונה טורבינות לסביבה אורבנית, שאפשר להציב על גגות; הן זולות, שקטות ויעילות בהרבה מאלה הקיימות".

במקום השני זכה עומר אדיר מהתוכנית הבין-יחידתית לננו-מדעים וננו-טכנולוגיה (RBNI), המפתח בהנחיית פרופ"ח אבי שרודר מודל להפקת תאים סינתטיים המפעילים תאים אחרים באמצעות אור.

במקום השלישי זכתה הדיל ח'מיס מהפקולטה לפיזיקה, בהנחיית פרופ"ח אריאל קפלן, על מדידה של תנועת נוקלאוזומים על די-אן-איי ברמת הנוקלאוזום הבודד.

בציון לשבח זכה תם שקד מהפקולטה לארכיטקטורה על עבודתו בהנחיית פרופ"ח אהרון שפרכר: פיתוח כלי רובוטי לסיתות אבן.

בתואר חביב הקהל זכה ליאור לוי מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון על

פיתוח מערכת ננומטרית א-תאית עבור אימונותרפיה של סרטן בהנחיית פרופ' מרסל מחלוף.

בקטגוריית המגיסטרים  זכה במקום הראשון פבל ליפשיץ מהפקולטה להנדסת חשמל ע"ש ויטרבי, על עבודתו בנושא פריצה למכשירים סלולריים באמצעות הסוללה שלהם בהנחיית פרופ"ח מרק זילברשטיין ופרופ"ח רונן טלמון. ועדת השיפוט ציינה כי "התרשמה מהתגלית החדשנית והתרומה לחברה ולקהילה הכלל עולמית במציאת פרצות אבטחה הנובעות מסוללות במכשירים חכמים".

במקום השני זכה מוחמד סלימאן מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים, על עבודתו "אלקטרוניקה קוונטית גמישה" בהנחיית ד"ר יכין עברי.

במקום השלישי זכו שניים: דינה מוחא מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון, בהנחיית ד"ר עומר יחזקאלי: מערכות פוטואלקטרוכימיות מבוססות אנזימיים המשמשות לתהליכים פוטוביוקטליטיים; וצבר דולב מהפקולטה להנדסת מכונות, על עבודתו בהנחיית פרופ' ענת פישר: מיצוי מידות מסריקות תלת-ממדיות של יד לתכנון ומידול פרוטזת-יד באמצעות למידה עמוקה.

בתואר חביב הקהל זכתה גל חן מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון, בהנחיית פרופ"ח אבי שרודר: שימוש בתאים מלאכותיים ברקמות פגועות כדי לעודד היווצרות כלי דם חדשים.

חוקרים בטכניון הפכו תא חיידקי למחשב ביולוגי המנטר חומרים מסוכנים

חוקרים בטכניון מציגים פיתוח הנדסי חסר תקדים: מחשב ביולוגי מורכב שנבנה בתוך תא חיידקי ומסוגל לנטר חומרים שונים בסביבה. המחשב מזהה ומדווח על חומרים רעילים ואחרים, ובשלב הבא תיבחן יכולתו להתריע על דימומים בגוף האדם. מחקרם של הדוקטורנטית נטלי ברגר ופרופ'-משנה ראמז דניאל, ראש המעבדה לביולוגיה סינטטית בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון, התפרסם ב-4 בנובמבר ב-NAR, או בשמו המלא Nucleic Acids Research.

פרופ'-משנה ראמז דניאל השלים תואר ראשון בפקולטה להנדסת חשמל ע"ש ויטרבי בטכניון ותואר שני בהנדסת אלקטרוניקה וחשמל באוניברסיטת תל אביב, שאחריו יצא לתעשייה. לאחר שמונה שנות עבודה בטאואר ג'ז הוא יצא לדוקטורט ואחריו פוסט-דוקטורט ב-MIT, שם בנה את המחשב הביולוגי הראשון בתוך חיידק. מאז שנת 2014 הוא עומד בראש המעבדה לביולוגיה סינתטית בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון

נטלי ברגר השלימה תואר ראשון ושני בפקולטה להנדסת סביבתית בטכניון, והשנה היא צפויה להשלים את התואר השלישי בפקולטה להנדסה ביו-רפואית

בעשור האחרון הולכות ונופלות החומות שבין ההנדסה למדעי החיים, ומהמפגש בין שתי הדיסציפלינות השונות נולד מדע חדש: ביולוגיה סינתטית. הביולוגיה הסינתטית מכניסה את ההנדסה לתוך הביולוגיה, מאפשרת לנו לתכנן ולבנות מערכות ביולוגיות שאינן קיימות בטבע ומספקת לנו ארגז כלים חדשני לתכנות-מחדש של הקוד הגנטי ביצורים חיים ובהם האדם.

במאמרם ב-NAR מציגים חוקרי הטכניון ארגון-מחדש של המבנה הגנטי של לוציפראז חיידקי – אנזים המניע בחיידק תגובה ביוכימית המתבטאת בפליטת אור. לדברי פרופ'-משנה ראמז, "על סמך המבנה הגנטי של החלבונים המעורבים ביצירת האור בנינו בעצם מחשב ביולוגי בתוך תא חי. במחשב הזה, כמו במחשבים רגילים, פועלים מעגלים המבצעים חישובים מורכבים, רק שכאן אלה מעגלים גנטיים ולא אלקטרוניים."

לוציפרז מקודד בחמישה גנים ידועים האחראים ליצירת האור בתא החיידקי. על ידי פיצול המבנה הטבעי של הלוציפראז יצרו החוקרים מעגלים גנטיים שונים והחדירו אותם לתאים של חיידק אי-קולי. התוצאה: החיידקים המהונדסים משדרים סיגנלים כתוצאה של פעולה חישובית בתוך התא, וכך משמשים כחיישנים (ביוסנסורים) חכמים – כלים אנליטיים לניטור ולכימות של זיהומים סביבתיים וחומרים רעילים ואחרים.

פרופ'-משנה ראמז והדוקטורנטית נטלי ברגר מסבירים כי "כיום כבר קיימים התקנים דומים בחיידקים, אבל הם מבוססים על המערכת הקיימת (לוציפראז) כפי שהיא. אנחנו, לעומת זאת, הרכבנו מחדש את המערכת כך שתפעל באופן הרצוי לנו ותאתר את החומרים, ואת שילובי החומרים, שמעניינים את המשתמש. יותר מכך, המערכת שלנו מסוגלת להתמודד עם קלט מרובה, כלומר עם חומרים שונים בעת ובעונה אחת. את הבעיה שעמדה לפנינו – זיהוי מדויק של קלט – קשה לפתור בשלב המדידות או אחריו, והפתרון האופטימלי טמון ברמה התוך-תאית."

היישום הראשון של המערכת החדשנית נבדק, ופעל בהצלחה, בניטור חומצה נלידיקסית – חומר מסוכן הפוגע בדי-אן-איי ומניע תהליכים סרטניים. בשלב הבא יבחנו החוקרים את האפשרות לתכנת את התא החיידקי כך שיתריע על דימומים בגוף האדם.

"המחקר שלנו לוקח את הביולוגיה הסינתטית צעד אחד קדימה והופך את הביולוגיה למדע מדויק ומתוכנן," מסכם פרופ'-משנה דניאל. "העולם בכלל, והטכניון בפרט, פועלים כיום להידוק הממשק בין מדעי החיים וההנדסה. במחקר הנוכחי פיתחנו ביו-מחשב מורכב, כלומר מערכת ביולוגית מתוכנתת הממלאת משימות מורכבות. למעשה אנחנו מציגים כאן אורגניזם חדש, או מחודש, שלא נוצר בתהליך אבולוציוני רגיל אלא בתהליך הנדסי מתוכנן."

פרופ'-משנה ראמז דניאל השלים תואר ראשון בפקולטה להנדסת חשמל ע"ש ויטרבי בטכניון ותואר שני בהנדסת אלקטרוניקה וחשמל באוניברסיטת תל אביב, שאחריו יצא לתעשייה. לאחר שמונה שנות עבודה בטאואר ג'ז הוא יצא לדוקטורט ואחריו פוסט-דוקטורט ב-MIT, שם בנה את המחשב הביולוגי הראשון בתוך חיידק. מאז שנת 2014 הוא עומד בראש המעבדה לביולוגיה סינתטית בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון.

נטלי ברגר השלימה תואר ראשון ושני בפקולטה להנדסת סביבתית בטכניון, והשנה היא צפויה להשלים את התואר השלישי בפקולטה להנדסה ביו-רפואית.

פרופ' חוסאם חאיק, דיקן לימודי הסמכה וחבר סגל בפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון הוזמן לקבלת הפנים החגיגית שנערכה לכבוד הנסיך צ'ארלס בבית השגריר הבריטי ברמת גן.
בפגישתם הציג פרופ' חאיק לנסיך מווילס את SniffPhone – מערכת לאבחון מחלות על סמך הבל הפה. המערכת מאפשרת אבחון מהיר, פשוט, זול, מדויק ולא פולשני של סרטן מסוגים שונים ושל 17 מחלות אחרות ובהן מחלות ריאות ומחלות נוירודגנרטיביות. ל- SniffPhone יתרונות רבים על שיטות האבחון הקיימות – זהו התקן נוח ולא מכאיב, המהווה אלטרנטיבה ידידותית וזולה שתשרת צוותים רפואיים.

צילום: בן קלמר, באדיבות שגרירות בריטניה

ב-24 בינואר, מציינים בעולם את יום השנה ה-55 למותו של סר ווינסטון צ'רצ'יל. צ'רצ'יל נפטר בגיל 91 ונקבר בכנסיית סנט מרטין בכפר בליידון. טקס הלווייתו היה לאחד מכינוסי המדינאים הגדולים בהיסטוריה. לטכניון היה קשר מיוחד עם סר ווינסטון צ'רצ'יל, ואולם הכנסים המרכזי והגדול ביותר בקמפוס נקרא על שמו.

רגע היסטורי על סר ווינסטון צ'רצ'יל, הטכניון ואולם צ'רצ'יל

ראש ממשלת בריטניה סר ווינסטון צ'רצ'יל קיים קשר הדוק וחם עם הטכניון, וצאצאיו המשיכו בכך. ב-1955 ביקר בטכניון בנו רנדולף צ'רצ'יל וחתם על מגילת היסוד של אבן הפינה לבניין צ'רצ'יל. הוא הביא עמו מסר מאביו: "הנני מצטער צער רב על שנבצר ממני להיות נוכח בפתיחת בניין העצרת החדש בטכניון… על פיתוח ההישגים הטכנולוגיים של ארצכם הנכם ראויים לשבח."

בארכיון הטכניון נמצאו שני מכתבים רשמיים מסר ווינסטון צ'רצ'יל להנהלת הטכניון. במכתב הראשון, מ-20 בנובמבר 1954, מודה ראש ממשלת בריטניה להנהלת הטכניון "על ההחלטה לקרוא על שמי שני בניינים בקמפוס החדש ועל כך ששמי יקושר עם המאמצים המוקדשים לפיתוח ידע ולרווחת האדם." הוא מציין כי הטכניון חיוני לשגשוגה העתידי של מדינת ישראל וכי שגשוג זה יועיל בהכרח לארצות אחרות. "ישראל אינה חסרה אנשי מקצוע, מדענים ואומנים מיומנים, אולם גם הם אינם יכולים לפתור לבדם את כל בעיותיה הכלכליות של ישראל. דרושים לה גם טכנאים ועובדי כפיים שיבנו ערים ומפעלים ויפריחו את מדבר השממה."

במכתב השני, מחודש מאי 1958, מתנצל סר ווינסטון צ'רצ'יל, שכבר היה אדם פרטי, על שנבצר ממנו לבקר בטכניון. "כציוני מזה שנים רבות אני עוקב בהנאה ובהערצה אחר צמיחתה של מדינת ישראל… אני מתפלל כי מאמציכם יוכתרו בהצלחה… לטובת כל העמים במזרח התיכון." את מקומו בטקס מילאה בתו שרה צ'רצ'יל, שהשתתפה בטקס חנוכת אולם צ'רצ'יל בטכניון. חודשיים לאחר מכן, ב-3 ביולי 1958, מסר סר ווינסטון צ'רצ'יל עצמו, במשכנו בלונדון, את המפתח לאולם בטכניון לשגריר ישראל בבריטניה דאז אליהו אילת.

גם נכדו של צ'רצ'יל, ווינסטון ספנסר צ'רצ'יל, ביקר בטכניון ואף היה שותף בשיקום בניין צ'רצ'יל לאחר שנפגע בשריפה בשנת 1979.

The Churchill Building at Technion – Israel Institute of Technology in Haifa

נשיא ארמניה ד"ר ארמן סרקיסיאן ביקר בתחילת השבוע (א') בטכניון ונפגש עם נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון, המשנה הבכיר לנשיא פרופ' עודד רבינוביץ ועם דיקן לימודי הסמכה פרופ' חוסאם חאיק

נשיא ארמניה הגיע לישראל, בהזמנת נשיא המדינה ראובן ריבלין, לכבוד פורום השואה הבינלאומי לציון יום השנה ה-75 לשחרור מחנה ההשמדה אושוויץ-בירקנאו ויום הזיכרון הבינלאומי לקורבנות השואה. בביקורו בטכניון נלוו לנשיא נציגי משרד החוץ ובראשם שגריר ישראל בארמניה אלי בלוטסרובסקי.

נשיא ארמניה ד"ר ארמן סרקיסיאן מציג את מדלית הטכניון

נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון מעניק את מדלית הטכניון לנשיא הארמני

הנשיא הארמני בהרצאתו בטכניון

תמונה קבוצתית של המשלחות. במרכז נשיא ארמניה ד"ר ארמן סרקיסיאן, רעייתו נונה ונשיא הטכניון פרופ' אורי סיון ורעייתו יעל

"הטכניון הוא אחת האוניברסיטאות המובילות בעולם," אמר ד"ר סרקיסיאן, דוקטור בפיזיקה בהכשרתו, "ומאחר שביקרתי כאן לפני כ-30 שנה אני יכול להעיד שהטכניון התפתח באופן מרשים מאוד. זו אוניברסיטה טכנולוגית מעולה הפועלת במודל של המאה ה-21 – חיבור בין-תחומי של מדעים, טכנולוגיה והנדסה – והייתי רוצה מאוד לראות אוניברסיטה כזו אצלנו בארמניה."

במסגרת הביקור נשא ד"ר סרקיסיאן הרצאה בפני מאות סטודנטים, עובדים וחברי סגל בנושא "גאופוליטיקה בעידן של אינטליגנציה מלאכותית" וקיבל מנשיא הטכניון פרופ' אורי סיון את מדליית הטכניון – אות ההוקרה הגבוה ביותר של הטכניון.

נשיא הטכניון פרופ' סיון אמר לאורח כי "המוסדות האקדמיים בכל העולם מתמודדים עם שטף המידע העצום המאפיין את תקופתנו, ואוניברסיטה שמבקשת לשמור על רלוונטיות חייבת להמציא את עצמה מחדש. אין לי ספק שבתחום הזה, ובתחומים אחרים, נוכל ללמוד הרבה זה מזה."

"באתי לדבר על הבינה המלאכותית והשפעתה," אמר ד"ר סרקיסיאן בהרצאתו, "אולם ברור שעדיין איננו יודעים היטב לאן היא תוביל אותנו, ואי-וודאות זה מלחיץ רבים. חשוב מאוד שנקפיד על שימוש נכון בבינה מלאכותית, שימוש שימנע אירועים איומים כמו אלה שקרו לעם היהודי ולעם הארמני. העולם העתידי יהיה עתיר טכנולוגיה, והמושגים שאנו מכירים בו כיום כבר לא יהיו רלוונטיים. עלינו לחשוב על דרכים חדשות לחינוך הדור הצעיר שכבר היום חי בשתי מציאויות מקבילות – היומיומית והוירטואלית וכצרכן אדיר של מידע יזדקק לדרכי לימוד וחינוך חדשות."

"מהפכת הבינה המלאכותית דומה בהיבטים רבים למהפכת המכניקה הקוונטית שהתרחשה לפני מאה שנה. באותה תקופה חשבנו שהפיזיקה הושלמה, שהמדע הניוטוני הוא סוף פסוק, אבל איינשטיין הבהיר לנו שטעינו וגם נתן לנו כלים להיחלץ מהמקום שבו נתקענו. גילוי המכניקה הקוונטית פתח צוהר לתגליות עצומות: גילוי החלל, טכנולוגיות חדשות לגמרי, וגם, לצערי פצצת האטום.

"כיום החיים שלנו קוונטיים. אנחנו מתקשרים בינינו במהירות האור, וגם העולם העסקי פועל במהירות דומה ובדפוס קוונטי. כולנו מחוברים, וגם בפוליטיקה זה ניכר – השליטים מתקשרים עם האזרחים באופן מהיר ומיידי, ומהפכות יכולות להתפרץ בזמן קצר מאוד. למרבה הצער גם מגיפות מתפשטות בדפוס קוונטי, כפי שראינו בימים האחרונים. אם פעם התפשטו מגיפות במהירות של דהירת סוסים או של שיט ספינה, כיום יכולה המגפה לעבור מיבשת ליבשת תוך יממה אחת.

"הבינה המלאכותית תשנה את חיינו בכל היבט אפשרי – גנומיקה, בריאות, תעשייה, פוליטיקה, תעסוקה ועוד. עלינו לזכור תמיד את הערכים האנושיים הבסיסיים שהם הדברים החשובים באמת: האהבה, הכבוד והיושר. אם נאבד אותם נישאר עם בינה מלאכותית, ללא בינה טבעית, וחיינו יהיו גיהנום."

בנוסף, נפגש הנשיא הארמני עם סטודנטים ועובדי טכניון שעלו מארמניה, אשר קיבלו אותו בהתרגשות רבה.

26 חברי סגל חדשים הצטרפו השנה לפקולטות הטכניון השונות ולצדם 63 רופאים שהצטרפו לפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט כחברי סגל אקדמי (צוות בתי חולים). אלה האחרונים יעסקו בהוראה ובמחקר בפקולטה לרפואה בנוסף לתפקידיהם בבתי החולים. רוב חברי הסגל החדשים רכשו את השכלתם האקדמית בטכניון. גילם הממוצע 40, וכשליש מהם נשים. תחומי המחקר שלהם רבים ומגוונים: טיהור מים, רפואת שינה, למידה ממוחשבת, אינטראקציה בין גלים לחלקיקים, שימוש בנתוני עתק (Big Data) באקלים ובסביבה, היווצרות חלבונים, טיפולים חדשניים באלצהיימר ובפרקינסון, רובוטים בשירות האדם, חומרים אמורפיים, גיאומטריה קמורה, למידה מקוונת, אלגברה קוונטית, גנומיקה חישובית בסרטן, בקרה גנטית, זרימה, רפואת כאב וטכנולוגיות לשיקום השמיעה.

נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון אמר לחברי הסגל החדשים כי "ייחודו של הטכניון בהיותו אוניברסיטה שהשפיעה יותר מכל אוניברסיטה אחרת בעולם על המדינה בה היא נמצאת, וזאת בהיותו מוסד הפועל מתוך שליחות לאומית. אתגרי המאה ה-21 רבים ומורכבים, ונוכל להתמודד עמם רק ברמה המולטי-דיסציפלינרית תוך שבירת החומות – התכה של תחומי מחקר שונים זה לזה, מבלי לאבד את ההתמקצעות הספציפיות. אחת הדרכים לכך היא הקמה של מרכזים רב תחומיים שיחברו את ההנדסה למדעי החיים ויגשרו בין תחומי הנדסה שונים."

פרופ' סיון הוסיף כי הוא מצפה מחברי הסגל בטכניון להיות לא רק חוקרים מהשורה הראשונה ומורים מעולים, אלא גם מנהיגים שיובילו את סדר היום הלאומי והעולמי. זאת "מתוך שליחות לאומית וכחלק ממיצובו של הטכניון כמגדלור של מצוינות, פלורליזם, יושרה ומוסר."

פרופ' שמעון מרום, המשנה לנשיא לעניינים אקדמיים, דיבר על המשא המונח על כתפי חברי הסגל, "במיוחד בימים שבהם אמת ודיוק אינם נר לרגליהם של רבים. שימרו על העצמאות האינטלקטואלית שלכם, טלו סיכון, לכו למקומות שאחרים לא חקרו, חפשו אמת, היצמדו אליה, הפיצו אותה. שימרו על המוסד היפה והצנוע הזה, שימרו על המצע והשורשים מהם הוא יונק את ייחודו, מצע ושורשים שמהם נבטו דורות של חברות וחברי סגל שהביאו כבוד רב למדינת ישראל.״

"אנחנו שואפים לקדם את המחקר הבסיסי וכן את יישומיו," אמר לחברי הסגל החדשים פרופ' קובי רובינשטיין, המשנה לנשיא למחקר, " לחוקרי הטכניון קשרי מחקר עם התעשייה ועם חוקרים מכל העולם. למעשה, לחוקרי הטכניון יש הצלחה פנומנלית בזכייה במענקים התחרותיים של האיחוד האירופי (מענקי ERC)."

חברי הסגל החדשים הם ד"ר יובל דגן (הפקולטה להנדסת אוירונוטיקה וחלל), ד"ר אנדרי אלסטר (הפקולטה להנדסת תעשייה וניהול), ד"ר נוי כהן (הפקולטה למדע והנדסה של חומרים), ד"ר אור אלכסנדרוביץ (הפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים), ד"ר אסף בסטר, ד"ר אילה שיבר (הפקולטה לביולוגיה),ד"ר שאדי פרח (הפקולטה להנדסה כימית), ד"ר רזי אפשטיין, ד"ר רוני פן (הפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית), ד"ר יואכים בהר, ד"ר מוטי פרימן (הפקולטה להנדסה ביורפואית) פרופ"ח עדו רול (פקולטה לחינוך מדע וטכנולוגיה), ד"ר דנה דרקסלר כהן, ד"ר אביב תמר, ד"ר כפיר יהודה לוי (הפקולטה להנדסת חשמל), ד"ר יקיר ויזל, ד"ר אורן זלצמן, ד"ר שאול אלמגור (הפקולטה למדעי המחשב), ד"ר דניאל הקסנר (הפקולטה להנדסת מכונות), ד"ר לירן רותם, ד"ר מקסים גורביץ' (הפקולטה למתמטיקה), ד"ר יותם שורק, ד"ר מיכאל קרוגר, ד"ר אנה פרישמן (הפקולטה לפיזיקה), ד"ר קרן יצחק וד"ר אלה פרגר בן נון (הפקולטה לרפואה).

ארטיום שטפן, ולודימיר פולוסוחין ויבגני ז'לטוניז'סקי סטודנטים מהפקולטה למדעי המחשב זכו במדליית הארד בתחרות SWERC

צוות סטודנטים מהפקולטה למדעי המחשב זכה במדליית ארד בתחרות תכנות בין-לאומית שהתקיימה השבוע בפריז. חברי הקבוצה ארטיום שטפן, ולודימיר פולוסוחין ויבגני ז'לטוניז'סקי דורגו במקום ה-11 מתוך 95 הצוותים שהשתתפו בתחרות. קבוצה נוספת מהפקולטה – מיכאל זלוזיאצקי, רוי ג'אנג, ורון הירש – דורגה  במקום ה-47. הקבוצות מהטכניון זוכות בתמיכה כספית של גוגל ומיקרוסופט.

מימין לשמאל: נופר כרמלי (מאמנת), ארטיום שטפן, ולודימיר פולוסוחין, יבגני ז'לטוניז'סקי, גיל בן-שחר (מאמן), ופרופ' גיל ברקת (מנחה אקדמי)

תחרות ICPC נוסדה בשנת 1970, ומשתתפות בה אלפי קבוצות מכל העולם. השלבים המוקדמים של התחרות נערכים לפי אזורים גאוגרפיים. מדינת ישראל משויכת לדרום מערב אירופה, איזור הכולל את ספרד, פורטוגל, צרפת, שוויץ ואיטליה. התחרות באיזור זה נקראת SWERC, והפעם היא אורגנה על ידי המכון הפוליטכני בפריז והשתתפו בה 95 צוותים. בתחרות, שנמשכת 5 שעות, נדרשת כל קבוצה לפתור כ-10 בעיות אלגוריתמיות בתחומי המתמטיקה ומדעי המחשב. בכל קבוצה חברים שלושה סטודנטים.

את הקבוצות הטכניוניות ליוו והכינו פרופ' גיל ברקת, העוסק בכך כבר 14 שנה, והדוקטורנטים נופר כרמלי וגיל בן שחר. הקבוצות שיצאו לתחרות נבחרו מתוך תלמידי הקורס "תכנות תחרותי" שהועבר בשנה שעברה על ידי המתרגלים כרמלי ובן שחר בהנחייתו האקדמית של פרופ' ברקת.  הם נבחרו על סמך תחרות התכנות השנתית המתקיימת בפקולטה למדעי המחשב בסוף סמסטר ב'.

לדברי הסטודנט ולודימיר פולוסוחין, "זה כבוד גדול לייצג את הטכניון בתחרות בפריז, ואני גאה להיות חבר בקבוצה שזכתה השנה במדליית ארד בהנחייתם של נופר, גיל וגיל."

לדברי פרופ' ברקת, "כל קבוצה מקבלת בתחרות בעיות שהן בעצם סיפורים ארוכים שמאחוריהם מסתתרות בעיות מתמטיות ואלגוריתמיות. חברי הקבוצה נדרשים להבין ולפתור את הבעיות באמצעות ידע רחב, הן תיאורטי והן מעשי, במתמטיקה ובמדעי המחשב. חשוב לציין שזו תחרות קבוצתית, ולכן יש חשיבות רבה לתקשורת הבין-אישית ולחלוקת התפקידים בביצוע המשימה. לכן הזכייה במדליית הארד מעידה לא רק על הבנה מתמטית עמוקה ועל מיומנות גבוהה בתכנות אלגוריתמים, אלא גם על יכולות גבוהות מאוד של שיתוף פעולה."

לרגל יום הסרטן הבינלאומי שיתקיים מחר

מחקר של פרופ' יובל שקד מהטכניון מציג מתווה חדש לטיפולים בחולי סרטן – במאמר בכתב העת Nature Reviews מציג פרופ' שקד דרכים חדשות לבלום את התפתחותה של עמידות לטיפול, הפוגעת ביעילותם של טיפולים קיימים בסרטן

מחקר של פרופ' יובל שקד ראש המרכז המשולב לחקר הסרטן בפקולטה לרפואה ע״ש רפפורט בטכניון מציג דרכים חדשות לבלום את התפתחותה של עמידות לטיפול אנטי-סרטני – תופעה הפוגעת ביעילותם של טיפולים קיימים בסרטן. המחקר התפרסם לאחרונה בכתב העת היוקרתי Nature reviews. הרקע למאמר הנוכחי הוא האתגר הגדול שמציבה העמידות לטיפולים אנטי-סרטניים. אף ששלב הטיפול הראשוני בסרטן מצליח במקרים רבים, מטופלים רבים נפגעים מהתפתחותה של עמידות, המאופיינת בהתפרצות מחדש ו/או התפשטות של הגידול.

התרשים מציג את הגידול ואת תגובת המטופל לטיפול. הטיפול אכן מחסל תאים סרטניים, אולם בה בעת מעורר בגופו של המטופל תגובות פיזיולוגיות תומכות-סרטן. תגובות אלה עשויות לשנות את סביבת הגידול באופן המסייע לתאים סרטניים. לאור זאת, היעד הקליני הוא לייעל את הטיפול באמצעות בלימתן של אותן תגובות

רוב המחקרים בסוגיית העמידות התמקדו עד כה בהתפתחותה של עמידות כתוצאה משינויים בגידול עצמו. רק בעשור האחרון בוחנת הקהילה המדעית והרפואית את "תרומתו" של החולה עצמו לעמידות זו. כיום יש ראיות לכך שטיפול בסרטן עשוי לחולל תגובות מקומיות ומערכתיות בגופו של החולה, ואלה תומכות דווקא בהתפרצותו-מחדש של הסרטן ובהתפשטותו.

המאמר שהתפרסם ב-Nature reviews דן בתהליכים אלה וחשוב מכך – מציג מתווה טיפולי שימנע את התפתחותה של עמידות לטיפול, וזאת בהתאם למגמה העולמית החשובה של רפואה מותאמת אישית.

פרופ' יובל שקד ראש המרכז המשולב לחקר הסרטן בפקולטה לרפואה ע״ש רפפורט.
צילום : ניצן זוהר

פרופ' יובל שקד הוא ראש המרכז המשולב לחקר הסרטן בפקולטה לרפואה ע״ש רפפורט בטכניון והיועץ המדעי הראשי של ONCOHOST – חברה הפועלת לתרגום מחקריו לשימוש קליני כדי לשפר את הטיפול בחולי סרטן.

כמה מתגליותיו של פרופ' שקד בשנים האחרונות קשורות באחד האתגרים המורכבים ביותר בתחום הטיפול בסרטן: להבין מדוע הטיפול בסרטן עוזר רק לחלק מהחולים. האיגוד האמריקאי לאונקולוגיה קלינית (American society of clinical oncology) הגדיר את היכולת לנבא את תגובת המטופלים לטיפול כתחום מחקר בעדיפות עליונה.

מחקריו של שקד מתמקדים בניבוי מוקדם ככל האפשר של תגובת המטופל לטיפול האנטי-סרטני ובשיפור הטיפולים הקיימים. לדבריו, "טיפולים כימותרפיים, טיפולים ביולוגיים ממוקדי-מטרה וגם טיפולים אימונותרפיים עשו מהפיכה עצומה בתחום הטיפול בסרטן, והם יעילים במקרים רבים הן בפגיעה בגידול הראשוני והן בטיפול בגרורות סרטניות. עם זאת, למרות ההתקדמות הניכרת בטיפול בסרטן, רוב המטופלים אינם מגיבים לטיפול בכלל או משלב מסוים. ללא יכולת לנבא את יעילות הטיפול, רבים מהם סובלים מהישנות של המחלה, המתפרצת לפעמים אפילו באלימות גדולה יותר. לאורך השנים רבים חקרו וחוקרים את השפעת הטיפול על הגידול עצמו אבל בודדים ניתחו את השפעת הטיפול על החולה עצמו. ממחקריו של שקד עולה כי ניבוי של תגובת הגוף לטיפול (host response) עשויה לשפר משמעותית את הטיפול בחולה".

תופעה זו של תגובת הגוף לטיפול נחקרה בעבר על ידי פרופ' שקד בעיקר בהקשר של טיפולים כימותרפיים, הפוגעים לא רק בתאים הסרטניים אלא גם בתאים בריאים בגוף; עם זאת, בסדרת מאמרים מהשנים האחרונות, מצא פרופ' שקד כי תגובה זו מתקיימת כמעט בכל טיפול אנטי-סרטני קיים, לרבות טיפולים מתקדמים ובהם טיפול ביולוגי וטיפול אימונותרפיה. תגובת הגוף לטיפול כוללת ייצור של משאבים כגון חלבונים ושחרור מוגבר של פקטורי גדילה – תהליכים המגוננים על הגידול ומאפשרים לו להתלקח מחדש ולשלוח גרורות.

"חשוב לי שלא ישתמע שהטיפולים הקיימים אינם טובים," מדגיש פרופ' שקד. "הם פשוט לא מתאימים לכולם. כאמור, כל טיפול גורר host response, וכאשר תגובה זו גוברת על האפקט הטיפולי נקבל טיפול לא יעיל. כדי שהטיפול יהיה יעיל ברמת החולה הספציפי חשוב לנבא את אותה תגובת נגד ולנסות לחסום אותה. כך נרוויח טיפול יעיל הרבה יותר."

המגמה הכוללת של עולם הרפואה כיום היא רפואה אישית – גישה המתאימה את הטיפול הספציפי האופטימלי לחולה. רפואה מותאמת אישית קיימת כיום הלכה למעשה אבל עדיין מוגבלת מאוד ביכולותיה. "כדי לשפר את הרפואה האישית עלינו להבין באופן מעמיק את מנגנוני המחלה ולתכנן את הטיפול האופטימלי בחולה. בהקשר הסרטני, הרפואה האישית מאפשרת לנו לא רק להתאים תרופה לגידול אלא גם להרכיב שילוב תרופות ייעודי – קוקטייל שלא מתבסס על ניסיון אמפירי אלא על הבנה של תהליכים ביולוגיים בגוף, שהטיפול מעורר."

מחקריו של פרופ' שקד כבר הדגימו את האפקטיביות של טיפולים אנטי-סרטניים המבוססים על שילוב נכון של תרופות ועשויים להוות בסיס טוב לרפואה מותאמת אישית בטיפולים שונים. "לאימונותרפיה – אחת הגישות החשובות והאפקטיביות ביותר כיום בתחום הסרטן – מגיבים כיום רק כ- 20% מהמטופלים. באמצעות בדיקת דם באפשרותנו לנבא את תגובת הגוף לטיפול האימונותרפי ולבצע טיפול כזה רק במטופלים שבהם צפוי הטיפול להיות יעיל. על סמך המחקר הנוכחי נוכל בעתיד להציע טיפולים משולבים כדי להגביר את האפקטיביות של הטיפול או לאפשר לחולים שכיום אינם מגיבים לתרופות האימונותרפיות להגיב להן. זאת מהפכה עצומה שעלינו לקדם לא רק במחקר אלא גם במסחורו של המחקר לטיפולים ממשיים. רק כך נוכל לתרום להצלת חיים."

כיום עורכת החברה ניסויים קליניים שבהם היא מודדת את תגובת הגוף לטיפול בחולים ומנבאת את האפקטיביות של הטיפול. ONCOHOST גם מחפשת דרכים לשילוב טיפולים שונים כדי להגביר את יעילות הטיפול. "בזכות החברה שהקמנו כבר הגענו לניסויים קליניים בישראל, ובעתיד הקרוב נקיים ניסויים גם באנגליה ובארצות הברית, בדרך להפיכתן של התגליות האמורות לדיאגנוסטיקה נכונה ולטיפול רפואי חדשני. המעבר מהידע הבסיסי במעבדה למיטת החולה חייב לעבור שלבים רבים של היתכנות, רגולציה ובדיקת יעילות הטיפול. פעולות אלו לא נעשות במעבדה אלא בעיקר על ידי חברות התרופות, שבכוחן לקחת את הממצאים המדעיים לכדי מימוש קליני בחולים. על פי הניסויים הקליניים אנחנו מעריכים כי באבחון על סמך בדיקת דם פשוטה נוכל לספק לחולה מידע מעודכן על יעילותו הצפויה של הטיפול שהוא מקבל ועל האפשרויות לשנותו כדי לשפר את התוצאות."

למאמר בכתב העת  Nature reviews לחצו כאן

קבוצת מחקר מהטכניון פיתחה שיטה חדשנית לשימוש במיקרו-שחיינים כאמצעי ללכידה סלקטיבית של תאים בודדים, להחדרת מולקולות לתוכם באופן יעיל ומדויק ולהסעתם למקום הרצוי להמשך אנליזה. פלטפורמה זו תשמש לאבחון מחלות, לתרפיה תאית ולהעברת תרופות ממוקדת ותהווה כלי ניסויי למחקרים בביולוגיה מולקולרית.

פרופ' גלעד יוסיפון

ד"ר יואה וו

ד"ר אפו פו

תמונת אילוסטרציה: תפיסה סלקטיבית של חיידקים, הסעתם ואלקטרופורציה שלהם (סמן פלואורסצנטי אדום) באמצעות חלקיק יאנוס המשמש כאלקטרודה ניידת תחת הפעלת שדה חשמלי.

מיקרו-שחיינים, הנקראים לעיתים גם "חלקיקים אקטיביים" או "מיקרו-מכונות", הם חלקיקים זעירים בעלי יכולת הנעה עצמית. בשנים האחרונות התגלו חלקיקים אלה ככלים מיקרוסקופיים וננוסקופיים מבטיחים לאנליזה של תא בודד, להעברת תרופות, לנטרול רעלים, לטיפול סביבתי, לריפוי עצמי ועוד. התנועה העצמית (אוטונומית) של החלקיקים האקטיביים מבוססת על יכולתם לקצור אנרגיה ולנצלה באופן לא-סימטרי, מה שמוביל להפעלת כוחות מקומיים המניעים אותם.

את המחקר הוביל פרופ' גלעד יוסיפון מהפקולטה להנדסת מכונות עם הפוסט-דוקטורנטים ד"ר יואה וו מהפקולטה להנדסת מכונות וד"ר אפו פו מהפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Science Advances.

לדברי פרופ' יוסיפון, "במחקר הנוכחי הצלחנו להראות לראשונה כי באמצעות שדה חשמלי חיצוני יחיד אנו מסוגלים לבצע מגוון פעולות הכוללות לכידה והובלה של חיידקים וכן אלקטרופורציה סלקטיבית שלהם. זו גישה גנרית שאפשר ליישם לא רק בחיידקים אלא על מגוון רחב של סוגי תאים ומיקרו-שחיינים."

אלקטרופורציה היא שיטה שבה מופעל שדה חשמלי על התא כדי להגביר את חדירותה של הממברנה וכך להכניס לתא מולקולות, תרופות, די-אן-איי וחומרים אחרים. בין השאר משמשת השיטה להחדרת די-אן-איי לתוך חיידקים כדי לאלץ אותם לשכפל את אותו די-אן-איי.

שיטות האלקטרופורציה הקיימות מאפשרות לבצע אותה רק על קבוצת תאים גדולה בעת ובעונה אחת, ולא על תא בודד מסוים. פריצת הדרך של פרופ' יוסיפון מאפשרת אלקטרופורציה והחדרת מולקולות ברמת התא הבודד שניתן לבחור אותו באופן ממוקד. ועדיין, השיטה החדשה מאפשרת גם לבצע אלקטרופורציה בתאים רבים בעת ובעונה אחת, וזאת באמצעות הנעה אוטונומית של המיקרו-שחיינים. יעילות התהליך החדש נובעת בין השאר מאלקטרופורציה מקומית המופעלת על חלק מהתא ומגדילה את סיכויי ההישרדות שלו ובכך את אחוזי ההצלחה של התהליך. למעשה זוהי מעין "מעבדה-על-חלקיק", המבוססת על מיקרו-שחיינים. מלבד יתרונותיהן הקיימים של "מעבדות על שבב" – ניידות, יעילות ועוד – הפלטפורמה החדשה – מתגברת על אתגרים כגון סיבוכיות ותכנון מוקדם, שכן אין עוד צורך לייצר שבב עם מערכת מיקרו-תעלות ואלקטרודות עם גיאומטריה קבועה שתוכננה מראש. בנוסף, בניגוד לטכניקות אחרות המפותחות כיום לטובת אלקטרופורציה על תא בודד, הטכנולוגיה החדשה אינה מצריכה גישה לתא מבחוץ, דוגמת מיקרו-מניפולטורים חיצוניים, שכן היא מאפשרת השפעה על התא על ידי חלקיק אקטיבי גם בחללים סגורים שאליהם אין גישה מבחוץ.

הגישה הודגמה בהצלחה על חיידקים ועל חלקיקי יאנוס – חלקיקים אקטיביים מלאכותיים עם ציפוי מתכתי לא אחיד לצורך שבירת הסימטריה. חלקיקים אלה מהווים בפועל אלקטרודה צפה הנשלטת על ידי המפעיל. השיטה הזאת ישימה במגוון רחב של תאים ומיקרו-מכונות, וקבוצת המחקר של פרופ' יוסיפון עובדת על הרחבתה לתאים אנושיים וכן לסוגי מטען שונים ולמיקרו-מכונות שונות.

המחקר נתמך על ידי קרן המדע הישראלית (ISF) ו-GTIIT (מכון גואנגדונג-טכניון-ישראל לטכנולוגיה), שסיפק מלגה נדיבה לפוסט-דוקטורנטית ד"ר יואה וו.

למאמר המלא ב- Science Advances  לחצו כאן

פרופ' אילת פישמן מהטכניון: אבולוציה מכוונת ככלי לשיפור משמעותי בייצור דלק ביולוג

טכנולוגיה חדשה, המבוססת על אבולוציה מכוונת של אנזים טבעי, צפויה להאיץ ולייעל את ייצורם של דלקים מבוססי פסולת. את המחקר שהתפרסם ב-ChemCatChem הובילו פרופ' אילת פישמן והדוקטורנט שלו גיחז מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון.

פרופ' אילת פישמן והדוקטורנט שלו גיחז מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון

האבולוציה, כפי שלמדנו מדרווין, פועלת על סמך מנגנון כפול של מוטציה וברירה טבעית. מוטציות הן תופעה אקראית המתרחשת באופן ספונטני בכל אורגניזם, ורובן חסרות משמעות עבורו. אולם לעתים, המוטציה מקנה לאורגניזם יתרון הישרדותי כלשהו, שיעבור בתורשה לצאצאיו, שיעבירו את המוטציה הלאה והיא תתקבע בגנום. זו הברירה הטבעית.

פרופ' אילת פישמן, ראש המעבדה לביוקטליזה מולקולרית ויישומית, מפתחת שיטות ליצירת תגובות כימיות רצויות באמצעות אנזימים – מולקולות טבעיות שהתפתחו במיליארדי שנות אבולוציה. האנזימים עובדים היטב בסביבה הטבעית, ולכן יש להם יתרון על זרזים כימיים מלאכותיים המצריכים תנאים מיוחדים כגון טמפרטורות גבוהות ולחץ חזק. פרופ' פרנסס ארנולד, שביקרה בטכניון לאחרונה, זכתה בפרס נובל בכימיה לשנת 2018 בדיוק בתחום הזה של אבולוציה מכוונת.

"למעשה אנחנו מחקים, או ממשיכים, את התהליך האבולוציוני," מסבירה פרופ' פישמן, "אבל עושים זאת באופן שמייעל את הפקת התוצרים הרצויים לנו – חומרי מזון, חומרי ניקוי וכו'. זאת באמצעות עידוד של מוטציות אקראיות וברירה לא טבעית שלהן, ברירה מבוקרת."

חוקרי המעבדה מאיצים בשיטות מולקולריות את התפתחותן של מוטציות, יוצרים ספרייה של מאות אלפי מוטנטים ומתוכה בוחרים את המוטנטים המשופרים – משופרים מנקודת הראות של התפקוד שאנחנו מחפשים, למשל פירוק שומנים אם מדובר בחומרי כביסה. "על התהליך הזה של עידוד מוטציות, יצירת ספריות וברירה מבוקרת אנחנו חוזרים שוב ושוב עד שמקבלים את האנזים המתאים לתפקיד הרצוי."

המאמר הנוכחי מציג טכנולוגיה חדשנית לייצור ביודיזל – דלק המיוצר מפסולת שמן, כלומר משיירי-שמן מדוכני פלאפל, ממפעלים וכו'. חשיבותו של הביודיזל בכך שהוא תופס את מקום של דלקים מבוססי מחצבים (בנזין למשל), שמקורותיהם הולכים ואוזלים וכרייתם פוגעת קשות בסביבה.

ביודיזל מופק כיום על ידי דחיסת מתנול ושמן באמצעות זרזים כימיים, המחייבים כאמור תנאי ייצור מיוחדים ויקרים. כאן, לעומת זאת, מציעים החוקרים לייצר את הביודיזל באמצעות אנזים טבעי: ליפאז (lipase). אנזים זה, המיוצר בלבלב, מפרק שומנים בדם וחיוני לפעילות תקינה של הגוף ולהתמודדות עם מצבי רפואיים כגון מחלות לבלב, אי ספיקת כליות ודלקות בכיס המרה.

הבעיה היא שליפאז אינו יציב בסביבות לא מימיות כגון מתנול, החיוני להפקת ביודיזל. לכן התמקדה קבוצת המחקר בשיפור של יציבות האנזים בריכוזי מתנול גבוהים. זאת באמצעות אותה גישה של אבולוציה מכוונת. "עודדנו היווצרות מוטציות של ליפאז, ואותן חשפנו למתנול במשך חצי שעה. 'המולקולות השורדות' עלו לשלב הבא, לסבב נוסף של מוטציות וברירה מבוקרת, עד שהתקבל אנזים שעמידותו למתנול גבוהה פי 100 מזו של האנזים המקורי."

פרופ' פישמן מבהירה שאין מדובר באבולוציה מכוונת בלבד, אלא גם בפעולות הנדסיות המושתתות על ניתוח מבנה האנזים במאיץ חלקיקים, על זיהוי המאפיינים המקנים לו עמידות לאתנול ועל שיפור תהליך הייצור באמצעות חומצה אמינית בשם ציסטאין.

לסיכום, באמצעות אבולוציה מכוונת וייצוב נוסף של האנזים באמצעים כימיים, הושגה עמידות חסרת תקדים – הליפאז המשופר יציב בנוזל המכיל 70% מתנול. החוקרים מעריכים כי הישג זה סולל את הדרך להרחבת ייצורו של הביודיזל ולקידום השימוש בו.

המחקר נערך בתמיכת מכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה (RBNI).

למחקר:

http://bit.ly/37fTADy

פרופ' אילת פישמן היא דיקנית הסטודנטים בטכניון. יש לה תואר ראשון (בהצטיינות), שני ושלישי מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון. ב-2005, אחרי פוסט-דוקטורט באוניברסיטת קונטיקט ועבודה ממושכת במכון תמי אימי, היא חזרה לפקולטה כחברת סגל. מאז היא עומדת בראש המעבדה לביוקטליזה מולקולרית ויישומית.

פרופ' פישמן זכתה בפרסים רבים ובהם פרסי גוטווירט ויולודן למצוינות במחקר ובפרסי הצטיינות בהוראה ובהם פרס ינאי למצוינות בחינוך האקדמי.  לאחרונה התמנתה לתפקיד דיקנית הסטודנטים, שבמסגרתו היא אחראית על מכלול הסיוע לסטודנטים במהלך לימודיהם – במלגות ובהלוואות, במעונות ובחונכות, בייעוץ פסיכולוגי, בסיוע למשרתי המילואים ובהעשרת חיי הקמפוס בפעילויות חברה ותרבות.

מערכת לניטור דלקת ריאות לפי צילום בית חזה במצלמת הטלפון, רובוט קטן וחכם להשקיית עציצים בבית, מערכת עצמאית להכנת בקבוק חלב לתינוקות, אפליקציה להצלת חיות בר פצועות ואפליקציה חברתית להעברת עודפי מזון לנזקקים. 43 פיתוחים טכנולוגיים חדשניים הוצגו ביריד הפרויקטים של הפקולטה למדעי המחשב בטכניון.

הסטודנטים מאי שוורץ וגיא ברגר שפיתחו מערכת לניטור דלקת ריאות לפי צילום בית חזה במצלמת הטלפון

יריד הפרויקטים 2020

חברי קבוצת GRUT – שפיתחו רובוט קטן וחכם הנוסע בין העציצים

קבוצת הסטודנטים שפיתחה אפליקציה עבור עמותת "חַיבולנס" המצילה חיות בר פצועות

הסטודנטים חוש חאלד, ג'וליאן סרוגי ואיה רמאל פיחתו את פרויקט Yummy Tummy

ביריד הסטודנטים בפקולטה למדעי המחשב בטכניון הוצגו 43 פרויקטי גמר של סטודנטים הלומדים לתואר ראשון בפקולטה. בפרויקטים השתתפו יותר מ-160 סטודנטים, שהציגו את הפיתוחים לחברי סגל הפקולטה ולמומחים מהתעשייה.

הסטודנטים מאי שוורץ וגיא ברגר פיתחו מערכת לניטור דלקת ריאות והפרעות נשימה אחרות על סמך צילום חיצוני של בית החזה במצלמת הטלפון. השניים מציינים כי דלקת ריאות היא גורם התמותה העיקרי בקרב ילדים קטנים, ובעולם השלישי היא אינה מאובחנת כראוי. האפליקציה הפשוטה תאפשר אבחון ביתי מהיר ופשוט של מצבים מסוכנים כאלה. האפליקציה מבוססת על פטנט שפותח במעבדתו של פרופ' רון קימל.

הסטודנטים חוש חאלד, ג'וליאן סרוגי ואיה רמאל פיחתו את פרויקט Yummy Tummy: מערכת עצמאית להכנת בקבוק חלב לתינוקות. הסטודנטים בנו מכונה חכמה הנשלטת באמצעות אפליקציה ומכינה באופן עצמאי בקבוק אוכל לתינוקות. המכונה מרתיחה את המים, שומרת על סטריליות ודואגת לקירור המים לטמפרטורה האידיאלית לתינוק. "הגעתי לרעיון כששמרתי על האחיינים שלי, והבנתי שהכנת בקבוק האוכל לתינוק היא עבודה קשה מדי," מספרת איה רמאל מכפר ירכא שתסיים בקרוב את לימודיה במסלול הנדסת מחשבים.

"חיברנו למערכת חיישן הבודק את הטמפרטורה של המים בבקבוק, וכשהיא מגיעה ל-36 מעלות נשלח להורה אות בטלפון הנייד, ותהליך הכנת החלב יוצא לדרך."

קבוצת "רובין פוד" פיתחה, בשיתוף עם החממה הטכנולוגית בטכניון, אפליקציה לסינכרון בין ביקוש להיצע של עודפי מזון. רובין פוד היא עמותה העוסקת בהצלת מזון ובהפנייתו למי שנזקק לו, והאפליקציה שפיתחו הסטודנטים תסייע ביצירת קשר מיידי בין שני הצדדים.

קבוצת סטודנטים נוספת פיתחה אפליקציה עבור עמותת "חַיבולנס" המצילה חיות בר פצועות. בעמותה מתנדבים כ-1,500 איש המסייעים בהעברה של החיות הפצועות לטיפול. האפליקציה תייעל את פעילות העמותה ותקצר משמעותית את הזמן הנדרש להעברת החיה הפצועה ליעד.

קבוצת MedTabula פיתחה אפליקציה המקשרת בין אנשים הזקוקים למזרק אפיפן (Epipen) באופן דחוף לבין אנשים שברשותם מזרק כזה בסביבה הקרובה. מדובר בהזרקת אנדרנלין לצורך טיפול בתגובה אלרגית מסוכנת, ולכן המהירות היא משתנה קריטי. האפליקציה מאפשרת לאדם הזקוק למזרק לאתר אנשים רלוונטיים בסביבתו הקרובה, ובמקרה חירום גם להזעיק אמבולנס.

הסטודנטים רון ופימוב, רנה חל ומורי לוינזון פיתחו אפליקציה לתחרויות הקלדה בזמן אמת. האפליקציה מסייעת בשיפור מיומנויות ההקלדה בטלפון בדרך מהנה של תחרות עם משתמשים אחרים.

בתחרות חביב הקהל זכו הקבוצות הבאות:

GRUT של הסטודנטים ג'סיקה שלי מילגרם, טניה דבייקין ואדיר אבסקר: רובוט קטן וחכם הנוסע בין העציצים והאדניות בבית, מנטר את הלחות והטמפרטורה בקרקע ומעביר את הנתונים לענן.

ABALONE של הסטודנטים ליטל קולץ, אלון נברו ודין מאירי שהוציאו את משחק החשיבה Abalone מהקופסה. הסטודנטים בנו רובוט "אבאלואינו" עם 4 צירי תנועה ו-5 מנועים. הרובוט מבצע מהלכים על לוח משחק פיזי. המהלכים מחושבים לפי אלגוריתם בינה מלאכותית לאסטרטגיית משחקים – MinMax עם גיזום AlphaBeta שמחשב עץ משחק ומשקלל כמה מהלכים קדימה.

משחק האמת והשקר של הסטודנטים אלון ארנברג, שי פלדמן, רון קנטורוביץ', נדב אליאס, דן כליפה, שגיא לבנון וסיראג' עותמן. זהו משחק חברתי שבו כל משתתף צריך להציג שני משפטים על עצמו, אחד אמיתי ואחד שקרי, והמשתתפים האחרים צריכים לנחש איזה משפט אמיתי ואיזה שקרי.

הכנס הבינלאומי השני בנושא ניטור לביש, שהתקיים בטכניון, התמקד בחיישנים כימיים המנטרים סימני מחלה

משתתפי הכנס

פרופ' חוסאם חאיק מציג התקן אלקטרוני מודפס הנצמד לעור

פרופ' ג'וזף וואנג, מאוניברסיטת קליפורניה סן דייגו

פרופ' שיזו טוקיטו מאוניברסיטת ימגטה בטוקיו

פרופ' האווארד כץ מאוניברסיטת ג'והנס הופקינס עם פרופ' חאיק

חישה חכמה של נתונים פיזיולוגיים, אלקטרוניקה גמישה לניטור לביש, חיישני הבל-פה לסמארטפון, ניטור שחפת בעולם השלישי, ניטור רציף של כאב, מעבדה-על-העור, סוללות נייר ועור אלקטרוני המתקן את עצמו הוצגו לאחרונה בכנס הבינלאומי לניטור לביש שהתקיים בטכניון. ההרצאות בשני ימי הכנס התמקדו בעיקר בפיתוח חיישנים כימיים המנטרים את מצבו הרפואי של המשתמש.

את הכנס מובילה, זו השנה השנייה, קבוצת המחקר של פרופ' חוסאם חאיק. פרופ' חאיק, מומחה בניטור רפואי מבוסס חיישנים, הוא ראש המעבדה להתקנים מבוססי ננו-חומרים בפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון, חבר במכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה, סגן המשנה הבכיר לשוויון הזדמנויות ודיקן לימודי הסמכה בטכניון. השנה ארגנו את הכנס חברי קבוצת המחקר שלו ד"ר רותם וישינקין, יאנה מילוטין, ליאת צורי וד"ר יואב ברוזה.

"ניטור לביש הופך לחלק מחיי היום-יום שלנו," אמר פרופ' חאיק, "ואנחנו רואים זאת בשעונים חכמים, בצמידי ניטור ובבגדים הקוראים נתונים פיזיולוגיים. עם זאת, פיתוחם של החיישנים הקוראים את הנתונים האלה הוא תהליך איטי שאינו מדביק את ההתקדמות הטכנולוגית בצד הכימי. לכן החלטנו להתמקד השנה בחיישנים ובקישור שלהם לרכיבים האלקטרוניים המקבלים מהם את הנתונים."

בכנס הרצו מומחים מובילים מישראל ומחו"ל על מגוון רחב של נושאים ובהם חישה חכמה של נתונים פיזיולוגיים, אלקטרוניקה גמישה לניטור לביש, חיישני הבל-פה לסמארטפון, ניטור שחפת בעולם השלישי, ניטור רציף של כאב, מעבדה-על-העור, סוללות נייר ועור אלקטרוני המתקן את עצמו. פרופ' חאיק אמר כי "חשוב שלא נסתפק בהצגת ההישגים האישיים של כל אחד מהדוברים, אלא גם נדון באפשרויות לשיתופי פעולה עתידיים בין מהנדסים, רופאים ומדענים – שיתופי פעולה החיוניים לקידום התחום."

את ארבע הרצאות המליאה המרכזיות נשאו הדוברים הבאים:

• פרופ' ג'וזף וואנג, מאוניברסיטת קליפורניה סן דייגו הוא בוגר הטכניון שהשלים בטכניון את כל תאריו האקדמיים. הוא אמר כי "צוואר הבקבוק של המחקר והפיתוח כיום הוא השלב הביוכימי – החישה של הנתונים הפיזיולוגיים. חיישנים לניטור גופני חשופים לתנאים עוינים שכוללים חום, זיעה, אבק ועוד, ואנו מצפים שיהיו זעירים, רגישים, סלקטיביים, מהירים וזולים ושלא יצרכו אנרגיה רבה. זה אתגר מאוד רציני, ואנחנו מתמודדים איתו באמצעים שונים – קעקועים לניטור העור, מיקרו-מחטים לאבחון ולהחדרת חומרים לעור, משקפיים הכוללים חיישנים, טבעת לניטור אלכוהול וקנביס בדם ואפילו מוצץ המנטר את מצבו של התינוק."
• פרופ' האווארד כץ מאוניברסיטת ג'והנס הופקינס, מומחה לחיישנים כימיים וביומולקולריים ולאבחון סרטן, אמר כי "זה כבוד גדול עבורי לבקר בטכניון ולשתף פעולה עם אומת הסטארטאפ. אנו עוסקים בקידומה של רפואה מותאמת אישית המבוססת על התקני ניטור קלים, זולים, גמישים ונוחים המספקים מידע שוטף על מצבו הפיזיולוגי של האדם ברמה המולקולרית."
• פרופ'-משנה סיהונג וואנג מאוניברסיטת שיקגו דיבר על יישומיהם הפוטנציאליים במחקר הביולוגי, בניטור המצב הבריאותי, באבחון ובטיפול. הוא אמר כי "התפתחויות טכנולוגיות מצמצמות את המרחק בין האדם לאלקטרוניקה המשמשת אותו. קודם היה מחשב אישי נייח, ואז נייד, ואז הסמארטפון שנמצא בכיס שלנו. אבל זו רק תחילת הדרך. אלקטרוניקה המוטמעת בגוף האדם תהווה מהפכה ברפואה מותאמת אישית, אבל בדרך לשם יש אתגרים כימיים ופיזיקליים גדולים שעלינו לצלוח. עבור קבוצת המחקר שלי, היעד העיקרי כרגע הוא מערך אלקטרוני גמיש ומתיח, שיקבל את האנרגיה שלו מהגוף."
• פרופ' שיזו טוקיטו מאוניברסיטת ימגטה בטוקיו, המפתח טרנזיסטורים מודפסים דקים לצרכי ניטור פיזיולוגי, דיבר על סמנים הנמצאים בזיעה ועל דרכים לניטורם. זאת באמצעות התקנים אלקטרוניים מודפסים משולבים וגמישים הנצמדים לעור, ומערכות המנתחות את המידע דרך ענן.

פרופ' חאיק אמר בסיכום כי הכנס עורר הדים חיוביים, שיישאו פרי בשיתופי פעולה עתידיים בין הטכניון לאוניברסיטאות אחרות ובין האקדמיה לתעשייה.

בתחילת פברואר התקיים בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון כנס בן שלושה ימים בנושא מיקרו-שחיינים ורובוטיקה רכה. הכנס נערך בחסות הקרן הלאומית למדע (ISF) וכלל 30 הרצאות, 20 מרצים מחו"ל וכ-20 פוסטרים

מארגני הכנס, פרופ' אלכס לישנסקי מהפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון והפרופסורים אמיר גת ויזהר אור מהפקולטה להנדסת מכונות, הסבירו את מטרתו. "פיתוחם של מיקרו-שחיינים וננו-שחיינים מלאכותיים, המסוגלים לנוע בכוחות עצמם בסביבה נוזלית, הוא אתגר מדעי וטכנולוגי עצום הנושא בחובו פוטנציאל נרחב בתחום הרפואה."

שחיינים כאלה נעים באמצעות כוחות מגנטיים, אקוסטיים, אופטיים ואחרים, ותכנונם שואב השראה רבה ממנגנונים ביולוגיים טבעיים שהתפתחו במהלך האבולוציה. בדומה למיקרו-חיישנים ביולוגיים מסוימים, מיקרו-שחיינים מלאכותיים גמישים יכולים לשנות את צורתם בהתאם לתכונות הסביבה כדי לנוע ביעילות. גם היכולת לשנות צורה באופן רציף גם מאפיין הכרחי של רובוטיקה רכה (Soft Robotics) – תחום טכנולוגי חדשני שפותח בהשראת הטבע. הכנס הפגיש את המומחים המובילים בשני התחומים האלה – מיקרו-שחיינים מלאכותיים ורובוטיקה רכה – כדי לקדם את שיתוף הפעולה ביניהם.

בכנס נדונו נושאים רבים ובהם מיקרו-מכונות מגנטיות הניתנות לתכנות (פרופ' ברדלי נלסון, ETH ציריך),  מנועים ננומטריים הפועלים על אנרגיה כימית ואקוסטית (פרופ' פייר פישר, מכון מקס פלנק), מיקרו-מנועים ויישומיהם באורגניזם החי (בוגר הטכניון פרופ' ג'וזף וואנג, אוניברסיטת קליפורניה סן דייגו), רובוטיקה רפואית זעירה (פרופ' משה שהם, הפקולטה להנדסת מכונות בטכניון), שחיינים מגנטיים רכים בהשראת הטבע (פרופ' מטין סיטי, מכון מקס פלנק), מנועים רכים לרובוטיקה רכה (בוגר הטכניון פרופ' הוד ליפסון מאוניברסיטת קולומביה) ושימוש בחומרים רכים ברובוטיקה זעירה (רוב שפרד, אוניברסיטת קורנל) ואחרים

לאתר הכנס: https://www.swimmerssoro.com/

חוקרים בטכניון פיתחו מערכת עצמאית המפיקה מים מהאוויר גם באזורים מדבריים. המערכת  החדשה תאפשר אספקת מים שוטפת גם לקהילות קטנות ומבודדות, וזאת ללא צורך בהובלת מים ממרחקים

להערכת ארגון הבריאות העולמי (WHO), כמחצית מאוכלוסיית העולם תסבול ממחסור במי שתייה כבר בשנת 2025. לכן גישה למים נקיים, שהיא אחד מ-17 היעדים לפיתוח בר-קיימא שקבע האו"ם בשנת 2015, הייתה המניע לפיתוחה של מערכת עצמאית וניידת המפיקה מים מהאוויר. המערכת שפותחה בטכניון תוכל לספק מים נקיים גם לקהילות מבודדות הרחוקות ממקורות מים.

מפתחי הטכנולוגיה החדשה הם פרופ' דוד ברודאי ופרופ' ערן פרידלר, חוקרים ביחידה להנדסת סביבה מים וחקלאות בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית ובמכון למחקר המים בטכניון ע"ש סטפן וננסי גרנד, ואילן כץ, המהנדס הראשי של המערכת. השלושה פיתחו אבטיפוס ראשון מסוגו בעולם: מערכת זולה ויעילה-אנרגטית להפקת מים מאוויר. הטכנולוגיה רלוונטית במיוחד ליישובים קטנים ומבודדים המרוחקים משמעותית ממקורות מים מתוקים או מלוחים. זאת משום שעלות ההובלה של מים גדלה עם המרחק של הקהילה ממקור המים או ממפעל ההתפלה. לכן, קהילות קטנות ומבודדות יפיקו תועלת רבה במיוחד מהמערכת החדשה, המאפשרת לייצר את המים במקום. יחידת המסחור של הטכניון (Technion Technology Transfer –  T3) רשמה על הטכנולוגיה החדשנית פטנט ופועלת מול התעשייה לייזום ומסחור שלה במטרה למנף את נכסי הקניין הרוחני ליצירת חדשנות פורצת דרך מונגשת לכלל.

הטכנולוגיה החדשה מבוססת על תהליך מחזורי דו שלבי: הפרדת אדי המים מהאוויר באמצעות ספיגת אדי המים על ידי תמיסת מלח מרוכזת ייעודית (דסיקנט) ולאחר מכן הפרדתם מהתמיסה בלחץ תת-אטמוספרי. לדברי פרופ' ברודאי, "אחד היתרונות של הטכנולוגיה החדשה, לצד היעילות האנרגטית, הוא העובדה שבמעבר דרך תמיסת המלח עוברים המים טיפול משמעותי. הפיתוח שלנו הופך את המים למשאב בר השגה, שכן הוא מאפשר להפיק מים בכל מקום בעולם, ללא תלות במקורות מים הקיימים. האבטיפוס שבנינו מראה שהשיטה עובדת, ואנחנו מקווים שבעתיד הקרוב נהפוך את המערכת למוצר מסחרי."

בניגוד לטכנולוגיות קיימות להפקת מים מאוויר, המתבססות על קירור גורף של כל האוויר שנכנס למערכת, המערכת החדשה שפותחה בטכניון מקררת רק את אדי המים ובכך מפחיתה באופן משמעותי את האנרגיה הנדרשת לייצור המים. לדברי פרופ' פרידלר, "הטכנולוגיות הקיימות עובדות בקירור ישיר, כלומר הן מקררות את כל האוויר שנכנס לתוכן וומעבות את אדי המים (בדומה לפעולת מזגן). לכן, במערכות אלה יש בזבוז אנרגטי כי הן מקררות את כל האוויר בשעה שאדי המים מהווים רק עד כ-3% ממסת האוויר (גם כאשר הלחות היחסית היא 100%)."

"אנחנו לא מתחרים בהתפלה," מבהיר פרופ' ברודאי. "ישראל היא מדינה מפותחת השוכנת לחוף ים שיכולה לספק לעצמה את כל צריכת המים על ידי מערכות התפלה. זאת בין השאר כי היא מדינה קטנה יחסית שחלק ניכר מתושביה גרים לאורך החוף, כך שלא נדרשת הובלה של מים מותפלים למרחקים גדולים. אספקת מים מותפלים לקהילות החיות רחוק מאוד מהים, לעומת זאת, יקרה מאוד בשל הצורך בצנרת הובלה ארוכה מאוד. כאן ניכרים יתרונותיה של הטכנולוגיה החדשה שפיתחנו."

פרופ' פרידלר מדגיש כי "בנוסף להיותם של המים מרכיב חיוני לחיים באופן ישיר, הם משפיעים על היבטים חשובים אחרים ובהם המצב הבריאותי של הפרט ושל הקהילה ואפילו על העצמת נשים – כיוון שבמקומות רבים נערות אינן זוכות להשכלה משום שהן עסוקות באספקת המים למשפחה, וגם בבגרותן הן מקדישות שעות להובלת מים. בנוסף, חשוב לציין כי גם היום מהווה נושא המים גורם מרכזי בסכסוכים עקובים מדם באזורים יבשים, כגון אפריקה, והם גם אחד מהמניעים המשמעותיים להגירה המונית לאירופה."

בפיתוח המערכת לאורך השנים השתתפו בן גידו, שהיה סטודנט לתואר שני בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית, ד"ר גומיד חאלד מהמעבדה לאנרגיה בפקולטה להנדסת מכונות, הדוקטורנט יגאל עברון מהפקולטה להנדסת מכונות (בהנחיית ד"ר חאלד ופרופ' אמריטוס גרשון גרוסמן) והסטודנט לירון הובר מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית.

המערכת החדשנית המפיקה מים מהאוויר

מימין לשמאל : לירון הובר, אילן כץ, פרופ' ערן פרידלר ופרופ' דוד ברודאי

מימין לשמאל : לירון הובר, אילן כץ, פרופ' ערן פרידלר ופרופ' דוד ברודאי

פרופ' ערן פרידלר

פרופ' דוד ברודאי

מהנדס המחקר אילן כץ

הסטודנט לירון הובר

המערכת החדשנית המפיקה מים מהאוויר