נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון ונשיא אוניברסיטת טוקושימה נוג'י סומיהארה חתמו הבוקר (ג') על הסכם שיתוף פעולה מחקרי ואקדמי ראשון מסוגו ובהיקפו בין הטכניון לאוניברסיטת טוקושימה ביפן. בטקס החתימה הווירטואלי השתתפו גם נשיא תאגיד ניצ'יה (Nichia Corporation) אוגאווה הירויושי, בכירים מאוניברסיטת טוקושימה ובכירים מהטכניון ובהם חתן פרס ישראל פרופ'-מחקר מוטי שגב, המשנה לנשיא הטכניון לעניינים אקדמיים פרופ' שמעון מרום וסגן נשיא הטכניון לקשרי ציבור ופיתוח משאבים פרופ' אלון וולף.

נשיא ניצ'יה הירויושי, שהיה שותף במגעים בין האוניברסיטאות, בירך על ההסכם והודה לשותפים.
נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון אמר כי "המדע הוא גשר נהדר לחיבור בין תרבויות ואנשים. יש לי תקוות רבות משיתוף פעולה זה ואני מחכה בקוצר רוח לראות בטכניון סטודנטים מאוניברסיטת טוקושימה ולבקר אצלכם בקמפוס, שכן אין תחליף לקשר האישי. אני מאמין ששיתוף הפעולה הזה יוביל להצלחות רבות ומאחל לכולנו דרך צלחה."

ההסכם, שנועד לטפח שיתופי פעולה מחקרים וחינוכיים בין האוניברסיטאות, יעודד מחקרים משותפים ויקדם הבנה בין-לאומית ובין-תרבותית בין חוקרים מיפן ומישראל. במרכז ההסכם – תוכנית לחילופי סטודנטים לתארים מתקדמים ופוסט-דוקטורנטים, שיגיעו לתקופת מחקר והשתלמות בטכניון ובאוניברסיטת טוקושימה.

אוניברסיטת טוקושימה, הנמצאת בדרום יפן, נוסדה כאוניברסיטה לאומית בשנת 1949. המחקר באוניברסיטה מגוון ומתפרס על פני דיסציפלינות רבות. באוניברסיטה שש פקולטות לתואר ראשון, שמונה בתי ספר לתארים מתקדמים ומכוני מחקר המקדמים שיתופי פעולה בין האקדמיה לתעשייה והקמה של חברות סטארטאפ.

תאגיד ניצ'יה (Nichia Corporation), הנמצא במחוז טוקושימה בדרום יפן, הוא אחד הגופים המובילים בעולם בתחום המוליכים-למחצה, באופטיקה ובחומרים פונקציונליים. התאגיד ואוניברסיטת טוקושימה מקיימים ביניהם קשרי תעשייה, מחקר ופיתוח ענפים, ומרבית עובדי התאגיד הם בוגרי אוניברסיטת טוקושימה.

תאגיד ניצ'יה מקיים קשרים רבי שנים גם עם הטכניון ומעתה יסייע לשיתוף הפעולה בין שתי האוניברסיטאות במימון מחקרים משותפים ובמתן מלגות לדוקטורנטים ולפוסט-דוקטורנטים מצטיינים לצורכי נסיעה בין שתי האוניברסיטאות. בשיתוף הפעולה המחקרי עם הטכניון יתמוך גם המכון הבין-לאומי למדעים בטוקושימה (TISI), הפועל בניהול משותף של האוניברסיטה והתאגיד.

הטכניון ואוניברסיטת טוקושימה ירוויחו רבות משיתוף הפעולה המחקרי החדש בין המוסדות, שכן יפן וישראל הן מעצמות טכנולוגיות ושיתוף הפעולה החדש יזמן לסטודנטים לתארים מתקדמים משני המוסדות אפשרויות חדשות למחקר טכנולוגי מתקדם.

ד"ר נעמה גבע-זטורסקי (משמאל) והדוקטורנט נדב בן-אסא (התמונה צולמה לפני הקורונה)

ד"ר נעמה גבע-זטורסקי והדוקטורנט נדב בן-אסא מהפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט יחד עם עמיתים מהרווארד פענחו מנגנון של השתנות גנטית הפיכה המסייע לחיידקי המעי להתמודד עם שינויים בסביבת המחיה שלהם. הממצאים פורסמו בכתב העת Nucleic Acids Research הרואה אור בהוצאת אוקספורד.

חיידקי המעי הם אוכלוסיית אורגניזמים משמעותית ביותר במיקרוביום האנושי. חיידקים אלה התפתחו במשך מאות מיליוני שנים באבולוציה משותפת (co-evolution) עם האדם ועם אבותיו, עד שכיום איננו יכולים לחיות בלעדיהם; הם חיוניים לתפקודה התקין של מערכת החיסון ולבריאותו של הגוף כולו.

חיידקי המעי נדרשים להתמודד עם הדינמיות העצומה של המעי, כלומר עם שינויים מבניים, מכניים וכימיים המתרחשים בו ללא הרף. אחד המנגנונים המסייעים להם בכך הוא שינויים מהירים והפיכים בגנומים שלהם, בתגובה לגירוי חיצוני.

ד"ר נעמה גבע-זטורסקי

במאמר הנדון נבחן מנגנון זה באחד החיידקים הנפוצים במעי,Bacteroides fragilis . חיידק זה מסוגל להחליף אזורים מוגדרים ברצף הגנטי שלו. החוקרים התמקדו בתפקידה של יכולת זו להשפיע על הביטוי הגנטי של החיידק.

החוקרים בחנו את הביטויים הגנטים של אותם שינויים (שחלופים) ומצאו שינויים נרחבים בגנום החיידקי. "בין השאר מצאנו שינויים בסוכרים המקיפים את החיידק," אומרת ד"ר גבע-זטורסקי. "הסוכרים האלה מהווים מעין 'תעודת זהות' המסייעת לחיידק לנהל תקשורת עם הסביבה. כך הם גם מסייעים לגוף שלנו, וליתר דיוק למערכת החיסון, לזהות את סוג החיידק ולהגיב אליו. לכן אנחנו משערים שהשינויים במעי משנים את אותה תעודת זהות וכך מאפשרים לתאים שלנו להגיב לחיידק באופנים שונים."

החוקרים מדגישים כי מדובר בשינויים גנטיים הפיכים המבוססים על שחלופים של אזורים בגנום במערכת מרכזית בחיידק. לכן יש לשחלופים הללו השפעות נרחבות על הביטוי הגנטי של החיידק, כולל על מולקולות חיוניות שונות.

הדוקטורנט נדב בן-אסא

האנליזה הגנטית נערכה באמצעות SMRT – טכנולוגיה חדשנית של חברת פסיפיק ביוסיינסז (PacBio) שפותחה בעשור האחרון. טכנולוגיה זו מאפשרת למפות רצפים ארוכים במולקולות די-אן-איי ויתר על כן, לזהות מודיפיקציות אפיגנטיות על מולקולות ה די-אן-איי. במערכת הנחקרת השפיעו השחלופים בגנום על מודיפיקציות גנטיות ועל הביטוי הגנטי של החיידק כולו. למערכת זו יש גם יכולות זיהוי של גורמים עוינים, כמו בקטריופאג'ים ובכך עוסק מחקר ההמשך המבוצע כרגע במעבדה.

המחקר נתמך על ידי קרן הנשיא של הטכניון, מלגת אלון, ISF, קרן משפחת אפלבאום, גוטווירט וHuman Frontiers-.

למאמר ב-Nucleic Acids Research לחצו כאן

38 חברות טכנולוגיה מהמובילות במשק, לרבות חברות בין-לאומיות, ישתתפו בשבוע הבא ביריד התעסוקה הטכנולוגי של הטכניון. היריד יתקיים לראשונה בתולדותיו במתכונת וירטואלית באמצעות פלטפורמה חדשנית ותלת-ממדית. הפלטפורמה מדמה אולם כנסים ומאפשרת לסטודנטים, ממש כמו ביריד רגיל, לשוטט בין 3 אולמות  בהם פרוסים 38 הביתנים הווירטואליים, להכיר לעומק את החברות המשתתפות, להיפגש עם נציגי החברות, להגיש קורות חיים, להתראיין למשרות רלוונטיות ולשמוע הרצאות טכנולוגיות מרתקות באולם ההרצאות.

"כמו בתחומים רבים בחיינו בשנה האחרונה, גם את האירוע הזה אנחנו מקיימים לראשונה במתכונת וירטואלית," אמרה דיקנית הסטודנטים בטכניון פרופ' אילת פישמן. "חשוב לנו להמשיך ולהעניק לקהל הסטודנטים שלנו את השירותים של לשכת דיקן הסטודנטים ובתוכם ירידי התעסוקה שאנחנו מקיימים פעמיים בשנה. המגפה העולמית התגלתה גם כזרז לחידושים טכנולוגיים, ואנחנו גאים לאמץ חידוש טכנולוגי המאפשר מפגש בין החברות המובילות בישראל לבין הסטודנטיות והסטודנטים בטכניון."

ביריד ישתתפו כאמור 38 חברות ובהן התעשייה האווירית, apple,  אמזון, אינטל, טבע, אסם,  אלביט, רפאל מערכות, Tdk-Lambda, שירות הבטחון הכללי, HP, KLA, Lumenis, Novocure, ישקר, פיליפס, NVIDIA, Deloitte ובלומברג. ביריד ישתתפו לראשונה נציגים מארגון צופן, הפועל לפיתוח ההייטק ולטיפוח כוח אדם מיומן בחברה הערבית.

את היריד מארגנת היחידה להכוון קריירה בלשכת דיקן הסטודנטים והוא מתקיים בהפקת חברת פרימיום.

כניסה ליריד התעסוקה ורשימת החברות המשתתפות

האיוונט בפייסבוק

נפטון הוא כוכב הלכת הידוע הרחוק ביותר מהשמש במערכת השמש שלנו, והשנה שלו אורכת 165 "שנות ארץ". במילים אחרות, לנפטון נדרשות 165 שנים כדי להשלים הקפה סביב השמש.

איננו ממליצים כרגע על התיישבות בנפטון שכן הטמפרטורה שם היא מינוס 200 מעלות צלזיוס ומהירות הרוח כ-2,100 קמ"ש – פי 7 ממהירות הרוח המקסימלית בסופת ההוריקן החזקה בהיסטוריה, וילמה. וממילא, גם אם תגיעו לשם לבושים היטב לא תוכלו לעמוד על נפטון מאחר שהוא עשוי בעיקר מגז וקרח.

כאמור, היום לפני 408 זיהה גלילאו ש"יש שם משהו", אבל הזיהוי המדויק של נפטון ככוכב לכת התרחש רק במאה ה-19 על ידי שני אנשים שונים שלא ידעו זה על עבודתו של זה. היו אלה ג'ון אדמס ואורבן לה-וריה – אחד אנגלי ואחד צרפתי. השניים לא בדיוק גילו את נפטון אלא… חישבו אותו! כן, אדמס ולה-וריה לא היו אסטרופיזיקאים ואפילו לא פיזיקאים; הם היו מתמטיקאים! הם גילו את נפטון מתמטית, או קונספטואלית, ונזקקו לאסטרונומים שיסייעו להם באימות התצפיתי של התגלית.

הבעיה היא שהאסטרונומים המכובדים בשתי הארצות לא התפעלו מההישג המתמטי. לה-וריה, שהתייאש מהאדישות הצרפתית לתגליתו, שלח את החישובים שלו לאסטרונום הגרמני יוהן גאלה; ואדמס נסע בכבודו ובעצמו אל האסטרונום המלכותי של בריטניה, ג'ורג' איירי, שנפנף אותו אפילו בלי כוס תה. לימים ניתן הקרדיט על הגילוי ללה-וריה לבדו, ואפשר רק לשער שאיירי שקל לאכול את מגבעת הצילינדר שלו על הפספוס הנורא.

ולסיום, רגע של עברית: בשנת 2009 הכריזה האקדמיה העברית על מיזם "כוכב עברי נולד", ולאחר הצבעה פתוחה הוחלט ששמו העברי של נפטון יהיה רַהַב. הנימוק: כפי שנפטון הוא אל הים והמים המתוקים במיתולוגיה הרומית, רהב הוא שמו העברי של אל הים במיתולוגיה הכנענית.

הכתבה נכתבה יחד עם ד"ר אפרת סבח מהפקולטה לפיזיקה.

חוקרים בטכניון גילו מנגנון לא ידוע המבקר את יצירת חלבונים בתא. מנגנון זה מנצל שינויים כימיים על גבי ה-mRNA כדי להשפיע על הקצב שבו הריבוזום, מפעל החלבונים התאי, יוצר את החלבונים. החוקרים, פרופ' יואב ערבה והדוקטורנט עופרי לוי מהפקולטה לביולוגיה, פרסמו את התגלית בכתב העת Nucleic Acids Research.

פרופ' יואב ערבה

בקרת הביטוי הגנטי אחראית לתרגום הקוד הגנטי (הכתוב ב-DNA) לכדי חלבונים המותאמים לייעודם ברקמה הספציפית, וזאת תוך התחשבות בתנאי הסביבה המשתנים. "אם ה-DNA הוא ספר הבישול," אומר עופרי לוי, "הרי שהאופה הוא הריבוזום – מפעל החלבונים בתא. הגורם המתווך העיקרי בתהליך הוא מולקולת ה-mRNA, שמעבירה את ה"מתכון" מה-DNA אל הריבוזום. אינטראקציה נכונה בין ה-mRNA לריבוזום חיונית לתקינות החלבונים ולאיכותם."

כבר כמה שנים ידוע שה-mRNA אינו מעביר את ההוראות מה-DNA כלשונן אלא עובר שינויים רבים בדרך. שינויים כימיים אלה עלו לכותרות לאחרונה בהקשר של חיסוני הקורונה; החיסונים של החברות פייזר ומודרנה מבוססים על החדרת mRNA מלאכותי לגוף כדי שיוביל ליצירת חלבונים חיסוניים בתוך תאי גופנו. ברם, מאחר שהתא מתייחס ל-mRNA כאל גוף זר, הוא נוטה לתקוף אותו, והפירוק המהיר של ה- mRNAאינו מותיר לו זמן מספיק לייצור החלבונים החיוניים.

כדי להתמודד עם אתגר זה שילבו שתי החברות במולקולות ה-mRNA שלהן שינויים המחקים שינויים טבעיים המתרחשים בגוף. שינויים אלה אכן מאפשרים למולקולה המלאכותית לשרוד ולפעול זמן מספיק כדי ליצר את החלבון מהנגיף.

לדברי פרופ' ערבה, "הקשר בין ה-mRNA ליצירת החלבון הוא תהליך שמעסיק אותנו כבר הרבה שנים, ואנחנו מתמקדים בהשפעת ה- mRNAעל בניית החלבונים ועל יציבותם. אנחנו מנסים להבין את ה'שיחה' שבה אומר ה- mRNAלריבוזום מה לייצר עבור התא. את המחקר הבסיסי אנו עורכים על שמר ההנצה (Saccharomyces cerevisiae), המוכר לנו גם כשמר האפייה, ויש לנו בסיס טוב להניח שמה שקורה בשמר רלוונטי מאוד למה שקורה בגוף האדם."

במאמר קודם, שפורסם ביולי 2019 בכתב העת PLOS Biology, הציגו לוי ופרופ' ערבה תפקיד חדש לאנזימים מסוימים הנפוצים בכל ממלכות החיים. החוקרים גילו כי אנזימים אלה מהווים גורמי בקרה משמעותיים בייצור החלבונים – תפקיד שלא היה ידוע עד לפרסום אותו מאמר. כדי למלא תפקיד זה נקשרים אנזימים אלה ל-mRNA ומווסתים את כמות מולקולות ה- mRNAהזמינה לריבוזום.

הדוקטורנט עפרי לוי

במחקר הנוכחי העמיקו לוי ופרופ' ערבה בשאלה כיצד מזהים אותם אנזימים את ה-mRNA בתוך בליל מרכיבי התא. הם גילו כי התשובה טמונה בשינוי כימי ייחודי ב-mRNA. שינוי זה, הנקרא פסאודויורידין (Pseudouridine), נוצר במקומות שונים על ה-mRNA; גורמי בקרה מזהים את השינוי הזה ומתזמנים את פעילות הריבוזום בהתאם.

כדי להוכיח את חשיבות השינוי האמור פיתחו החוקרים שיטה המבוססת על CRISPR/Cas9, שאיפשרה להם לסלק את הפסאודויורידין באופן "כירורגי" ללא שום פגיעה אחרת בתאים. ואכן, בהעדר פסאודויורידין אבדה הבקרה על ייצור החלבון. לדברי לוי, "כמו הרבה מדענים בעולם, גם אנחנו חייבים תודה עצומה לפרופ' עמנואל שרפנטייה ולפרופ' ג'ניפר דאודנה על פריצת הדרך הדרמטית של פיתוח טכנולוגיית CRISPR/Cas9."

שרפנטייה ודאודנה קיבלו את פרס הארווי מטעם הטכניון ב-3 בנובמבר 2019 ושנה לאחר מכן, ב-10 בדצמבר 2020, הוענק להן פרס נובל בכימיה על פיתוח הטכנולוגיה המהפכנית המאפשרת לערוך, לתקן ולשכתב את הדי-אן-איי. טכנולוגיה זו, אומר לוי, "איפשרה לנו להתקדם במחקר שלנו במהירות ובדיוק חסרי תקדים."

חוקרי הטכניון מעריכים כי מדובר במנגנון שמור אבולוציונית המתקיים בכל עולם החי. מאחר שמנגנון זה רגיש לשינויים בסביבה, הוא מספק למולקולות ה- mRNAהנחיות המותאמות למצב הסביבתי וכך מוביל את הריבוזום לייצור אופטימלי של חלבונים.

כאמור, אחת המשימות החשובות שעמדה בפני החברות פייזר ומודרנה הייתה שיפור פעילות ה-mRNA המלאכותי בגוף האדם, ולכן הן הכניסו ל-mRNA "החיסוני" שינוי שדומה מאוד לפסאודויורידין. "אנחנו עדיין לא יודעים אם גורמי הבקרה שגילינו יודעים לזהות גם את השינוי הקיים ב-mRNA המלאכותי," אומר פרופ' ערבה. "אם הם אכן יודעים, זה עשוי לפתוח אפשרויות נוספות לשיפור פעילות ה-mRNA ולייצור כמויות חלבון גדולות יותר."

מעבר למחקר הנוכחי ולהשלכותיו, אומר פרופ' ערבה, "התגלית שלנו ממחישה את חשיבותו של המחקר הבסיסי בפיתוחם של טיפולים רפואיים מתוחכמים ושל חיסונים חדשניים. הציבור והתקשורת צמאים בעיקר לפרסומים על פיתוחים ועל מדע יישומי, אבל בלי תשתית חזקה ורחבה של מחקר בסיסי – בכיוונים שלא תמיד ברור האופק היישומי שלהם – לא היינו רואים פריצות דרך דרמטיות כל כך באבחון, בטיפול ובחיסונים כמו גם בתחומי חיים שמחוץ לעולם הרפואה."

המחקר מומן על ידי הקרן הלאומית למדע (ISF). עופרי לוי הוא זוכה מלגת ג'ייקובס לסטודנטים מצטיינים.

למאמר המלא ב– Nucleic Acids Research לחצו כאן

בתרשים: משמאל: החיסונים. חיסוני mRNA מבוססים על החדרת mRNA מלאכותי לתוך תאים כדי שישמש תבנית לבניית החלבון הנגיפי שיפעיל את מערכת החיסון. זמן קצר לאחר כניסתן של מולקולות ה- mRNA לתא הן מתחילות להתניע את ייצורם של החלבונים החיסוניים הנדרשים לתא. mRNA מכיל מספר שינויים כימיים, שמשפרים את פעילותו בתא.
מימין: המנגנון הטבעי. המחקר המתפרסם ב-Nucleic Acids Research מראה כיצד שינויים כימיים דומים, הקיימים באופן טבעי ב-mRNA, משמשים כאתרי קישור לגורמי בקרה. קישור זה משפיע על פעילותו של הריבוזום וכך מאפשר ייצור חלבונים בכמויות מדויקות יותר ובהתאם לצורכי האורגניזם.

ההרצאה תתקיים היום, 30 בדצמבר, בשעה 12:30
ההרצאה תועבר בשידור חי, בעברית. הקהל מוזמן להפנות שאלות למרצה בעמוד הפייסבוק במהלך השידור.

ד"ר נתנאל קורין

שני חברי סגל מהטכניון זכו במענקי ERC Consolidator Grants –מענקים יוקרתיים שמקצה האיחוד האירופי תחת תוכנית המסגרת למחקר ופיתוח Horizon 2020. לתוכנית נשלחו 2,453 הצעות מחקר, וב-10 בדצמבר הכריז הארגון על 301 החוקרים שנבחרו וזכו במענקים בסכום כולל של 600 מיליון יורו. המענקים תומכים בחוקרים המקדמים אפיקי מחקר חלוציים, לרבות פרויקטים בין-תחומיים נועזים, שהסיכון שבהם מרתיע גופים פרטיים מלהשקיע בהם.

שני הזוכים הם ד"ר נתנאל קורין מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית ופרופ' עמנואל מילמן מהפקולטה למתמטיקה, והם יקבלו מענקים בסכום כולל של כ-3.7 מיליון יורו.

ד"ר נתנאל קורין מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית זכה במענק לטובת פיתוח טכנולוגיה חדשה לטיפול במפרצת מוחית  (Brain Aneurysm) – התרחבות של כלי הדם במוח, העלולה להוביל לדימום תוך-גולגלתי ולסיכון חיים. פגיעה זו בכלי הדם יוצרת בו מעין בלון בעל דופן דקה, אשר עלול להתפוצץ ולגרום לפגיעה מוחית ואף למוות.

אם בעבר טופלה המחלה באמצעות פתיחת הגולגולת, כיום ברוב המקרים מנותחים המטופלים בצנתור ללא פתיחת הגולגולת – תהליך שבמסגרתו מוכנסים סטנטים או סלילי פלטיניום לחסימת המפרצת. עם זאת, במקרים מסוימים הפרוצדורה יכולה לגרום לפיצוץ המפרצת בכלי הדם וכך לחולל את הנזק שהיא באה למנוע.

בהצעה שעליה קיבל ד"ר קורין את המענק הנוכחי הוא מציג אסטרטגיה חדשה בשם VasoSurfer, המבוססת על גלישה בכלי דם תוך שימוש בנוזל בעל מתח פנים: בשלב הראשון מגיע למקום הפגיעה התקן המבוסס על מתח פנים, מבודד בעדינות את האזור הבעייתי ומגן עליו מבלי לעצור את זרימת הדם, ובשלב הבא מבוצע מילוי של המפרצת בדבק ביולוגי שימנע את התפוצצות המפרצת ויוביל לאורך זמן לריפוי מלא של כלי הדם.

פרופ' עמנואל מילמן

פרופ׳ עמנואל מילמן מהפקולטה למתמטיקה זכה במענק מחקר בנושא אי-שוויונים איזופרימטריים – תחום המשלב גאומטריה עם אנליזה במטרה להבין את האינטרקציה בין נפח לשטח שפה. זהו תחום מתמטי עתיק המוזכר עוד בהקשר של המלכה דידו, מייסדת קרתגו, שביקשה לכסות בעורו של פר יחיד שטח שיספיק לבניית עיר שלמה. אי-שוויונים איזופרימטריים ממלאים תפקיד חשוב גם בהיבטים שונים של גאומטריה דיפרנציאלית, משוואות דיפרנציאליות חלקיות, תורת ההסתברות ועוד.

בהינתן מרחב מסוים, הבעיה האיזופרימטרית מבקשת לאפיין את הצורות במרחב בעלות שטח שפה מינימלי (ומנפח נתון וקבוע). לדוגמא, כבר ביוון העתיקה היה ידוע שמבין כל הצורות במישור, העיגול הינו בעל ההיקף המינימלי (משטח נתון). הבעיה מובנת היטב במרחבים דו ממדיים, אולם הופכת למסובכת ומאתגרת הרבה יותר בשלושה ממדים. כך, לדוגמה, בקובייה התלת-ממדית הבעיה עדיין פתוחה. פרופ' מילמן מציע לגשת לאתגרים אלה בשורה של מרחבים טבעיים וחשובים באמצעות כלים חדשים שהוא ואחרים פיתחו.

תרשים מחקר מילמן. באיור: החלוקה האופטימלית של מידה גאוסית סטנדרטית במימד 3 ל-4 חלקים ממידות גאוסיות נתונות, הממזערת את שטח השפה הגאוסי המשותף, נתונה על-ידי תאי וורונוי של טטראדר רגולרי.

תרשים מחקר קורין . באיור: התקן אוניברסלי לבידוד המפרצת ולטיפול בה. משמאל: שרטוט של ההתקן. מימין: תוצאות ראשוניות המדגימות את הטיפול באמצעות ההתקן

הטכניון, המצוי בימי שגרה בחזית המדע והטכנולוגיה העולמיים, נרתם בשיתוף פעולה הדוק עם מערכת הבריאות למציאת פתרונות מהירים לאתגרי המגפה. בשנה החולפת, חוקרים מעשרות מעבדות מחקר התגייסו במלוא המרץ למלחמה בהתפשטות נגיף הקורונה. המאמץ התפרס על כל התחומים הרלוונטיים למחלה לרבות פיתוח שיטות אבחון, ניטור וזיהוי הנגיף בשלב מוקדם, שיפור הטיפול התרופתי ופיתוח פתרונות לחיטוי ולשמירה על הצוותים הרפואיים.

ומה צופן לנו המדע לשנת 2021? איש אינו יודע, אבל אין ספק שגם בשנה הבאה הוא יחדש ויפתיע. ברוכה הבאה, 2021.

לצפייה בסרטון על הישגי חוקרי הטכניון במהלך הקורונה:

חוקרים מהפקולטות להנדסת מכונות ולהנדסה אזרחית וסביבתית הקימו מודל פיזיקלי של שדות תירס, שנועד לבחון את השפעתן של מערבולות רוח על גידולים חקלאיים. החוקרים זכו במענק גדול מטעם הקרן הדו-לאומית ישראל-ארצות הברית וקרן המדע הלאומית של ארצות הברית.

את הקבוצה מובילים פרופ’ דן ליברזון מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית ופרופ’ רנה ואן האוט מהפקולטה להנדסת מכונות. במקביל לניסויים בטכניון נערכות הדמיות של מערכת דומה באותם תנאי זרימה על ידי פרופ’ וויליאם אנדרסון מאוניברסיטת טקסס בדאלאס.

למערבולות רוח מעל אזורי צמחייה יש  השלכות משמעותיות על גידולים חקלאיים. בין השאר משפיעות מערבולות אלה על קצב אידוי המים מעלי הצמחים. לפיכך  חקר השפעות מערבולות על קצב האידוי מאפשר לפתח דפוסי השקיה חסכוניים ויעילים המסתמכים על משטר רוחות קיים או על תחזית.

המחקר מתמקד במערבולות רוח בקנה מידה גדול, הנוצרות בעיקר בתפר שבין חופות-צמחייה שונות – למשל בין יער לשדה חקלאי או במעברים בין שני שדות גידולים. כדי לחקור אותן הקימו חוקרי הטכניון מערך ניסוי חדשני במנהרת הרוח בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית. המערך כולל מודל פיזיקלי של שדות תירס בארגונים מרחביים שונים וכן מערך מדידים המסוגל להפיק נתונים ברזולוציה גבוהה על מהירויות הרוח, מערבולות (טורבולנציה), קצבי מעבר חום בין הצמחים והאוויר וקצבי אידוי מים מהצמחים.

פרופ'-מחקר אפלויג

פרופ'-מחקר יצחק אפלויג מהפקולטה לכימיה ע"ש שוליך זכה במדליית שרדינגר לשנת 2021 מטעם האגודה העולמית לכימיה תאורטית וחישובית,WATOC . המדליה תוענק לו על תרומותיו החלוציות לכימיה של תרכובות אורגנו-סיליקון ולכימיה אורגנית, ועל השילוב המרשים של ניסויים, תאוריה וחישובים במחקריו.

המדליה היוקרתית מוענקת בכל שנה למדען אחד בלבד, שתרומותיו לכימיה תאורטית וחישובית בולטות במיוחד. עם זוכי המדליה בעבר נמנים ארבעה חתני פרס נובל בכימיה ורבים מחלוצי הכימיה הקוונטית החישובית.

פרופ'-מחקר אפלויג הצטרף לסגל הטכניון בשנת 1976 ובשנים 2001 -2009 היה נשיא הטכניון. הוא מחלוצי השימוש בעולם בכלים חישוביים המבוססים על תורת מכניקת הקוונטים לניבוי תכונות ותגובות של מולקולות ומחלוצי הכימיה של תרכובות אורגנו-סיליקון. הוא זכה בעבר בפרסים חשובים רבים ובהם פרס טאוב להצטיינות אקדמית ופרסי הצטיינות בהוראה מטעם הטכניון, פרס הומבולדט, פרס האגודה היפנית לקידום המדע, מדליית הזהב של החברה הישראלית לכימיה, פרס וואקר ופרס קיפינג לכימיה של סיליקון מטעם החברה האמריקאית לכימיה. הוא חבר כבוד באקדמיה האמריקאית לאומנויות ומדעים, חבר באקדמיה האירופית למדעים, דוקטור לשם כבוד של האוניברסיטה הטכנית של ברלין, בעל אות כבוד מנשיא גרמניה ויקיר העיר חיפה.

פרופ'-מחקר אפלויג עם דגם של מולקולת הפולרן שעמדה במרכז פרס נובל בכימיה לשנת 1996

האגודה העולמית לכימיה תאורטית וחישובית,WATOC , פועלת לקידום הכימיה החישובית והתאורטית ולהידוק הקשרים בין מדענים העוסקים בתחומים אלה, ובכנס האחרון שלה השתתפו כ-1,500 מדענים מרחבי העולם.

מדליית שרדינגר קרויה על שמו של הפיזיקאי האוסטרי ארווין שרדינגר, מאבות תורת המכניקה הקוונטית וחתן פרס נובל בפיזיקה (1933), שפיתח משוואת גלים הקרויה על שמו, משוואת שרדינגר. המשוואה מתארת את התנהגותם של חלקיקים אטומיים, שעבורם המכניקה הניוטונית אינה ישימה. פתרון המשוואה מספק לנו את מלוא המידע על תכונותיה של מולקולה מסוימת או חומר מסוים ומאפשר לנבא מראש את התכונות של חומרים לא ידועים. פתרון משוואת שרדינגר קשה מאוד מתמטית, ועד לפיתוח המחשבים האלקטרוניים היה אפשרי רק עבור מולקולות קטנות מאוד, כגון מולקולת המימן. עם שיפור מהירות החישוב של המחשבים התאפשרו חישובים קוונטו-מכניים גם עבור מולקולות גדולות יחסית, וכיום גם עבור מולקולות ביולוגיות גדולות כגון חלבונים.

חלק מחברי קהילת WATOC עוסקים בפיתוח שיטות מתמטיות ותוכנות מחשב לפתרון המשוואה, ואחרים ובהם פרופ' אפלויג עוסקים ביישום השיטות כדי לחקור ולנבא את תכונותיהם ותגובותיהם של חומרים שונים. פרופ' אפלויג הוא מהכימאים הנסיונאים הראשונים בעולם שהבינו את הפוטנציאל הטמון בשיטות החישוביות וכבר משנות השבעים יישם אותן במחקריו. כיום מתקיימים מחקרים רבים בכימיה, באקדמיה ובתעשייה (פיתוח חומרים חדשניים, פיתוח תרופות חדשות ועוד), בהם משתמשים גם בכלים חישוביים, בדרך כלל תוך שיתוף פעולה בין קבוצות נסיוניות וחישוביות. אחד המאפיינים הייחודיים של מחקריו של פרופ' אפלויג הוא שהמחקר הנסיוני והחישובי מתבצע בדרך כלל על ידי אותו הסטודנט, שרוכש ידע וניסיון בשתי הדיסציפלינות, דבר החשוב להתפתחות המדעית.

דף השער של כתב העת האירופי לכימיה, שהוקדשה ליום הולדתו ה-65 של פרופ'-מחקר אפלויג. דף השער מתאר מולקולות שקבוצתו שלפרופ' אפלויג חקרה נסיונית וחישובית, ולמטה מופיעה משוואת שרדינגר.

עד שיהיה חיסון לכולם , הפתרון היעיל ביותר לשמירה על בריאות באי הקמפוס וסיוע לחזרה מהירה לשגרה טמון בבדיקות מהירות לאבחון הנגיף. ברחבי העולם, אוניברסיטאות כבר אימצו תהליכי בדיקה ואבחון לנגיף הקורונה, זאת כדי לאפשר חזרה לשגרה בריאה ובטוחה של הוראה ומחקר בקמפוס.

שגרת החיים בקמפוס היא מרכיב חשוב בהווייתו של הטכניון. כולנו – סטודנטים, חברי סגל ועובדים כאחד – רוצים לחזור לקמפוס, לשגרה אקדמית ולמפגש הבין-אישי הישיר בכיתות, במעבדות, במעונות ובמרחבי הלמידה. כדי לעודד חזרה הדרגתית ולמען השמירה על בריאות כולנו, הטכניון יפתח בשבוע הבא עמדת בדיקה מהירה בבית הסטודנט על בסיס טכנולוגיה שפותחה במעבדתה של ד"ר נעמה גבע-זטורסקי מהפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט בטכניון.

הבדיקה אינה פולשנית, היא מבוססת על דגימת רוק ומספקת תוצאות תוך מספר שעות בלבד.
הבדיקה ללא עלות.

מאחורי הבדיקה:

הטכנולוגיה שפיתחה ד"ר גבע-זטורסקי מוסחרה על ידי הטכניון להמשך פיתוח לחברת ראפיד דיאגנוסטיק שמפתחת את הפלטפורמה תחת השם ״נאור״www.naordia.com .
בדיקות הקורונה המבוצעות בעמדה הן בדיקות "נאור". מדובר בבדיקה מהירה לגילוי קורונה המבוססת על גרסה מפושטת של PCR. הבדיקה נעשית באמצעות דגימת רוק פשוטה, אינה פולשנית וכוללת רק השארת דגימת רוק במבחנה.

הטכנולוגיה בנויה באופן מודולרי ומאפשרת בדיקה מרמת היחיד (מכשיר ביתי) ועד בדיקה בהיקפים גדולים בתחנות בדיקה או מעבדות. הליך עיבוד הדגימה לוקח פחות משעה ובאותה תחנת עבודה אפשר להריץ במקביל עשרות דגימות בעת ובעונה אחת. בשל פשטותה ומהירותה מתאימה ערכת הבדיקה לשימוש ביתי ולאבחון מהיר במקומות עבודה, נמלי תעופה, בתי ספר ועוד.

לבדיקה 94% אחוזי דיוק בשלבים המדבקים, כלומר כשהנגיף ברמות בינוניות או גבוהות.

הבדיקה החדשה מבוססת על  עיקרונות דומים לאלו אשר נעשה בהם שימוש במכשירי ה-PCR המעבדתיים, אך תוך שימוש בהליך איזוטרמי ישיר, המפשט באופן מהותי את הליך עיבוד הדגימה ומאפשר שימוש בציוד אשר הינו זמין האופן נרחב.  הממצאים מתקבלים באופן שאינו דורש פענוח מורכב; אם צבע הנוזל השתנה, סימן שהנבדק חיובי לקורונה. לפיכך מדובר לא רק בהפחתת ההוצאות על ציוד ועל שינוע הבדיקות אלא גם בצמצום הצורך במומחים ובמעבדות שיערכו את הבדיקות ויפענחו אותן.

המפתחים מקווים שבקרוב ייכנס ההתקן לייצור המוני שיאפשר בדיקות תכופות לכלל האוכלוסייה, תוך איפשור חזרה בטוחה לשיגרה מלוות קורונה.

לסרטון הסבר על הבדיקה :

היכן ומתי:

נקודות איסוף דגימות ייהיו זמינות בבית הסטודנט בקמפוס הטכניון בנווה שאנן. עמדת איסוף הדגימות תהיה פתוחה בימים א-ה בשעות 15:00-09:00(?). כדי להשתתף בבדיקה יש להירשם מראש בקישור: ??? ולמלא את טופס ההסכמה מדעת ואישור לשיתוף התוצאות עם הטכניון.

שמירת סודיות
תוצאות הבדיקה הן אישיות וסודיות ויועברו לכל נבדק באופן אישי ומאובטח. באישור הנבדק, יועבר המידע על תוצאות הבדיקה לאחראית בטיחות הקורונה בקמפוס להמשך טיפול, וזאת כדי להבטיח את בריאות דרי המעונות ובאי הקמפוס. הנתונים המותממים (אנונימזציה) ישמשו גם להמשך מחקר של חוקרי הטכניון בנושא הקורונה.

אנו גאים בכך שבדיקה שפותחה בטכניון תסייע בקטיעת שרשראות ההדבקה ובשמירה על בריאות באי הקמפוס ומאחלים לכם בהצלחה!

עד להתחסנותה של כלל האוכלוסייה, הפתרון היעיל ביותר לקטיעת שרשרת ההדבקה ולשמירה על בריאות באי קמפוס הטכניון טמון בבדיקות מהירות ותכופות לאיתור הנגיף. בעקבות ההתפרצות המחודשת של המגפה בארץ והעלייה הדרמטית במספר החולים הכריזה הנהלת הטכניון על מבצע בדיקות מהיר ונרחב למען השמירה על בריאות הסטודנטים הגרים במעונות. האמצעי: בדיקת "NaorCov19" שפותחה על ידי ד"ר נעמה גבע זטורסקי מהפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט.

בתחילת הסמסטר הכריזה הנהלת הטכניון על פרויקט "יוצרים קמפוס פתוח ובטוח", אסטרטגיה של הגנה רב שכבתית על באי הקמפוס הכוללת ארבע שכבות. השכבה הראשונה היא שמירה הדוקה על כללי ה"תו הסגול", עטיית מסכה, הגיינה ושמירת מרחק. השכבה השנייה היא ניטור מערכת הביוב בקמפוס באמצעות טכנולוגיה חדשנית שפותחה בטכניון בהובלת פרופ' ערן פרידלר מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית – טכנולוגיה שכבר הובילה בהצלחה לקטיעת שרשרות הדבקה בקמפוס ללא צורך בבדיקה יחידנית של כל אדם ואדם. השכבה השלישית, שתיושם כעת, היא בדיקות "NaorCov19" שפותחו בטכניון – בדיקות אישיות, מהירות ולא פולשניות שיסייעו בניטור ובאבחון החולים בקמפוס. השכבה הרביעית היא בדיקות PCR רגילות בקמפוס לבדיקת מי שחשים סימפטומים רלוונטיים או קיבלו תשובה חיובית בבדיקת "NaorCov19". מאחר שבדיקת נאור עדיין ממתינה לאישור משרד הבריאות, לנבדקים שייצאו חיוביים יוצע להבדק בבדיקת PCR רגילה לאימות סופי.

את פרויקט "יוצרים קמפוס בטוח ופתוח" מובילים בטכניון המשנה לנשיא הטכניון למחקר פרופ' קובי רובינשטיין, פרופ' אביגדור גל מהפקולטה להנדסת תעשייה וניהול ע"ש דוידסון ופרופ' דני רז מהפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב.

"כדי לשמור על בריאות באי קמפוס הטכניון והמתגוררים בו, לנהל אורח חיים רגיל ככל האפשר ולחזור לשגרה מהירה לצד הקורונה נדרשת קטיעה מהירה של שרשרות ההדבקה באמצעות ניטור ואבחון יעילים," אמר נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון. "החיים לצד הקורונה הם אתגר עצום לכלל האוכלוסייה, ואני מקווה ומאמין שההטמעה המהירה של הטכנולוגיות החדשניות שפיתחו חוקרי הטכניון תסייע לנו בבלימת התפשטות הנגיף ותהווה מודל שיאומץ במקומות נוספים בארץ."

את הבדיקה המהירה פיתחה ד"ר גבע-זטורסקי מהפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט באפריל האחרון. הטכנולוגיה מוסחרה על ידי הטכניון להמשך פיתוח בחברת  ראפיד דיאגנוסטיק סיסטמס בע"מ, המפתחת את הפלטפורמה תחת השם "נאור" (www.naordia.com).

בדיקות "NaorCov19" הן בדיקות מהירות לגילוי קורונה המצריכות דגימת רוק פשוטה וחימום של הדגימה במבחנה ל-65 מעלות צלזיוס. אם הצבע של תכולת המבחנה משתנה מאדום לצהוב – התשובה חיובית. תהליך עיבוד הדגימה אורך כ-40 דקות, ובאותה עמדה אפשר להריץ במקביל עשרות או מאות דגימות בעת ובעונה אחת. בשל פשטותה ומהירותה מתאימה ערכת הבדיקה לשימוש ביתי ולאבחון מהיר במקומות עבודה, נמלי תעופה, בתי ספר ועוד.   בדיקות נאור בקמפוס מתבצעות כחלק מניסוי שקיבל את אישור ועדת הלסינקי .הנבדקים המעוניינים בכך יקבלו את התוצאות בתוך שעות ספורות מתום הבדיקה.

מבצע הבדיקות הנרחב בטכניון יחל כאמור כבר בשבוע הבא, עם הידוק הסגר השלישי, ויסייע בהגנה על בריאותם של דיירי המעונות ובהמשך על כלל באי הקמפוס. הבדיקות מוצעות לסטודנטים, לעובדים ולחברי הסגל ללא עלות, ובכוונת הנהלת הטכניון לעודד את באי הקמפוס להיבדק בכל שבוע וכך לקטוע את שרשרות ההדבקה ולשמור על בריאות הציבור בקמפוס ומחוצה לו.

לפרטים נוספים אודות הבדיקה:

יוצרים קמפוס פתוח ובטוח

קבוצת המחקר של פרופ' עמית מלר מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון זכתה במענק ERC  PoC – מענק להוכחת היתכנות, בסך של 150 אלף יורו. המענק המיוחד מהנציבות האירופית למחקר הוענק לאחרונה ל-55 חוקרים, והוא נועד לסייע להם למצות את פוטנציאל המסחור של פיתוחיהם. הפרויקט של פרופ' מלר נקרא OptiPore ומטרתו לקדם טכנולוגיה חדשנית לאנליזה של מולקולות בודדות בכלל ולזיהוי נוכחות של נגיף הקורונה SARS-CoV-2 בפרט. האמצעי: פיתוח שיטה חדשנית מהירה וזולה ליצירת ssNPs – התקני אבחון המבוססים על חרירים ננומטריים.

פרופ' עמית מלר עם קבוצת המחקר שלו

ssNPs היא משפחה חדשה של התקנים שמטרתם אנליזה של מולקולות ביולוגיות בודדות. לאנליזה כזאת יש ערך רפואי ומחקרי עצום, שכן היא מחליפה שיטות אבחון קיימות המבוססות על אנליזה של תמיסה שלמה – שיטות המאופיינות בחסרונות רבים ובהם עלות גבוהה, ציוד מסורבל ודיוק מוגבל.

ד"ר יאנה רוזבסקי

פרופ' עמית מלר

כדי להמחיש את קפיצת המדרגה הטמונה בהתקני ssNPs ניקח לדוגמה את נגיף הקורונה SARS-CoV-2. בדיקות הקורונה הקיימות מבוססות על טכנולוגיית RT-qPCR, המצריכה תהליך ארוך ומורכב הכולל את איסוף הדגימה מהנבדק באמצעות מטוש, "פתיחה" של הנגיף כדי לחשוף את החומר הגנטי שבתוכו, מיצוי החומר הגנטי של ה-RNA, ו"שיעתוק לאחור" שבו מתורגמים רצפי ה-RNA לרצפי DNA. אולם בכך לא תם התהליך, שכן כדי שהמכשור הקיים יוכל לזהות נוכחות נגיפים בדגימה מבוצעת בשלב זה הגברה מעריכית (PCR) המכפילה שוב ושוב את מולקולות ה-DNA כדי לייצר מסה קריטית שלהן. מלבד היותו של התהליך ארוך ויקר, שלב ההגברה יוצר במקרים מסוימים טעויות משמעותיות בקביעת נוכחות הנגיף, כלומר בהכרעה אם הנבדק מאומת או שלילי לקורונה.

תהליך האבחון שפיתחה קבוצת המחקר של פרופ' מלר מייתר לחלוטין את שלב ההגברה המעריכית ומאפשר ספירה וכימות ישירים של מולקולות הנגיף. כך נחסך זמן יקר ונמנעות אותן טעויות. השיטה החדשה מבוססת על משיכת מולקולות ביולוגיות בודדות כגון די-אן-איי, אר-אן-איי או חלבונים, באמצעות שדה חשמלי, לתוך "חריר ננומטרי" המכיל חיישנים חשמליים או אופטיים. הפלט האלקטרוני עובר ניתוח חישובי המאפשר זיהוי וספירה ישירה ומיידית של המולקולות.

זמן קצר לאחר פרוץ מגפת הקורונה החל פרופ' מלר לעבוד על התאמה של טכנולוגיה זו לצורך הדחוף בבדיקות קורונה מהירות ומדויקות. ואכן, בהוכחת ההיתכנות הודגמה יעילותה של שיטה זו בניטור נוכחות SARS-CoV-2 גם כאשר הדגימה המקורית מכילה כמות זעירה של נגיפים. תהליך זה, שפורסם לאחרונה ב-ACS Nano, פותח על ידי פרופ' מלר וצוות המחקר עם הפוסט-דוקטורנטית ד"ר יאנה רוזבסקי ועמיתיהם בבית החולים "שריטה" בברלין, וזאת בסיוע מענק ERC שהקצה האיחוד האירופי כדי להאיץ את מסחור הבדיקה.

כעת, כאמור, זכתה הקבוצה במענק ERC משלים. מענק זה אינו מתמקד בפיתוח הבדיקה עצמה אלא  בתהליך הייצור של ההתקן, שכן קדיחת החרירים היא אתגר טכנולוגי עצום המעכב כיום את פיתוחם הנרחב של התקני ssNPs. בעבודה ממושכת ומעמיקה פיתחה קבוצת המחקר של פרופ' מלר טכנולוגיה ייחודית לקדיחת החרירים בהתקני האבחון, וזאת באמצעות קרן לייזר כחולה ממוקדת. טכנולוגיה זו תפותח כעת, בסיועו של המענק, כדי להביא אותה לשימוש קליני בהקדם האפשרי.

ראוי לציין כי אף ששני המענקים הוקצו בשעה שהעולם מתמודד עם מגפת הקורונה, הטכנולוגיות האמורות רלוונטיות לאבחון מחלות רבות – לא רק מחלות נגיפיות וחיידקיות אלא גם סוגי סרטן שונים, כפי שכבר הודגם בצורה ראשונית במעבדת הטכניון. מחקר הקורונה נעשה בשיתוף פעולה עם יחידת הביו-בנק במרכז הרפואי רמב"ם.

פרופ' מרדכי חודר

חוקרים בפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט בטכניון פענחו את מנגנון-העל המפקח על התהליך הרב-שלבי של תרגום המידע שאצור בדנ"א לחלבונים בתא. את המחקר שהתפרסם בכתב העת Cell Reports הובילו ראש המעבדה למיקרוביולוגיה מולקולרית פרופ' מרדכי חודר וד"ר סטפן ריצ'רד.

לכל תא בגופנו יש דנ"א בעל רצף נוקלאוטידים כמעט זהה, ועדיין – רקמות שונות כגון שריר, עצם ועור נבנות ומתפקדות בדרכים שונות. כיצד? התשובה טמונה בבקרת הביטוי הגנטי, שהיא ה"אפליקציה" המשמיעה את המוזיקה הרצויה מתוך הדיסק של הדנ"א. כך, אף שהדנ"א אכן כמעט זהה בכל התאים, הוא מתבטא בדרכים שונות הנקבעות על ידי מנגנון הבקרה, הקובע אילו גנים יבוטאו בתא הספציפי. מנגנון זה פועל בחמישה שלבים:

1. ייצור רנ"א בשעתוק (transcription) – המנגנון משתמש בתבנית הדנ"א, תבנית ארוכה מאוד (כ-2 מטרים) המכילה את כל הגנים שלנו, בוחר גן מסוים ומייצר ממנו רנ"א. הרנ"א מיוצר מתבנית של גן בודד ולכן הוא קצר בהרבה מהדנ"א ומקודד בדרך כלל לחלבון אחד בלבד (ראו סעיף 4).
2. עיבוד – הרנ"א עובר שינויים שונים המייצרים את הרנ"א השליח (mRNA).
3. נדידה – תהליך שבו עובר ה- mRNAמגרעין התא, שבו התרחשו השלבים הקודמים, לציטופלזמה (Cytoplasm), שכוללת את כל פנים התא מלבד הגרעין.
4. עם כניסתו לציטופלזמה מזוהה ה-mRNA על ידי הריבוזום, המפעל לייצור החלבונים בתא, המשתמש בו כתבנית ליצירת החלבונים. בסופו של השלב, הדנ"א של גן בודד מוביל לייצור חלבון שרצף חומצות האמינו שלו נקבע על ידי רצף הבסיסים של הדנ"א, וזאת בתיווכו של הרנ"א. החלבונים, אולי כדאי להזכיר, הם החיילים העיקריים במערכה הפיזיולוגית, כלומר בבניית הרקמות ובתפקודן בבריאות ובחולי.
5. פירוק ה-mRNA.

ד"ר סטפן ריצ'רד

"כל אחד מהשלבים," אומר פרופ' חודר, "מתנהל תחת מערכת בקרה הבנויה מפקטורים יעודיים המוציאים את התהליך לפועל ומוודאים את תקינותו. עם זאת, במשך שנים רבות לא היה ברור איזה מנגנון מפקח על התהליך כולו ממעוף הציפור. ומדוע זה חשוב? כי מדובר בתהליך קריטי שמשפיע על תהליכים תאיים, על אינטראקציות תוך-תאיות וחוץ-תאיות ועוד. כדי לבטא גן באופן נכון חשוב שכל השלבים יהיו מתואמים ביניהם. לכן אני מתמקד ב-15 השנים האחרונות במה שניתן לכנות processomics – קונספט שעושה 'זום אאוט' לתהליכים מולקולריים וכך מרחיב את המבט מהשלבים הבדידים – שעתוק, תרגום וכן הלאה – למכלול התהליך."

המחקר המתמשך הזה, הנערך בשמרים מסוג S. cerevisiae, הניב כמה גילויים דרמטיים ובהם גילוי המתווכים, ה-mRNA coordinators, שהתפרסם ב-2010 בכתב העת Cell. מתווכים אלה נקשרים לרנ"א ומלווים אותו בכל השלבים שצויינו למעלה. "באנלוגיה מוזיקלית, המתווך הוא מנצח התזמורת האחראי לתיאום בין הכלים השונים, כלומר השלבים השונים, והוא התפתח באבולוציה מאחר ש'זיופים' בתיאום בין השלבים האלה עלולים להיות הרי גורל לאורגניזם."

במאמר הנוכחי עשו החוקרים צעד נוסף ובחנו את ה"שפה" שבה המתווכים מדברים. השפה הזאת, כך מתברר, מורכבת ממולקולות קטנות כדוגמת זרחן, מתיל ואצטיל הנצמדות לקואורדינטור שצמוד ל-mRNA. המולקולות הקטנות אומנם מועטות אבל יש להן המון צירופים אפשריים, וכל צירוף כזה הוא אינפורמציה או פקודה שמועברת מהשלב הנוכחי לשלב הבא שעובר ה-mRNA. הכוונה היא להעברה פיזית של ממש – המולקולות האלה נצמדות למתווך, שהוא קומפלקס חלבוני, ויוצרות יחד איתו יחידה אחת: mRNA/coordinator/small molecule. מה מוסרת היחידה הזאת לשלב הבא? במקרה הפשוט – "הכל בסדר, אפשר להתחיל." במקרים יותר מסובכים –
"להאט את הקצב כי חסר משהו", "לשלוח את הרנ"א לפירוק כי הבעיה אינה פתירה" וכו'. מנגנון העל הזה התפתח ונשמר באבולוציה מכיוון שהוא מספק לאורגניזם יתרון הישרדותי משמעותי – הוא מאפשר העברת מידע בין השלבים השונים ומצמצם את הטעויות בדרך. במחקרי ההמשך, לדברי פרופ' חודר, "אנחנו מתכוונים לבחון את מעורבות המתווכים בתהליכים נוספים."

המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע (ISF).

למאמר ב- Cell Reports   לחצו כאן

באיור: המתווך (Rpb4/7) קולט ומעביר מסרים בין מרכיבי בקרת הביטוי הגנטי באמצעות מולקולות קטנות המהוות שפה מולקולרית בעלת ״אוצר מילים״ עשיר ומגוון. יוצרת האיור: ד״ר תהילה מגד-בוק

ד"ר אלברט בורלא (קרדיט: באדיבות פייזר)

נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון הודיע שהטכניון יעניק תואר דוקטור לשם כבוד לשנת 2021 למנכ"ל ויו"ר חברת פייזר ד"ר אלברט בורלא. ד"ר בורלא יקבל את התואר על הישגו יוצא הדופן בהובלת פיתוח החיסון החדשני כנגד SARS-CoV-2, הנגיף המחולל את מגפת הקורונה. החיסון המסייע בהיחלצות ממשבר הקורונה צפוי להוות מופת לפיתוח מגוון רחב של טיפולים מבוססי mRNA.

"כיו"ר מועצת המנהלים של חברת פייזר הוביל ד"ר בורלא את המאמץ המורכב לפיתוח חיסון לנגיף הקורונה בזמן שיא", הסביר נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון. "ב-27 שנות עבודתו בפייזר קידם ד"ר בורלא את החברה בתחומים רבים ובהם חדשנות טכנולוגית. פיתוח החיסון לקורונה הוא הישג ביוטכנולוגי יוצא דופן הממחיש את חשיבותם של המדע ושל המחקר הבין-תחומי. החיסון יביא מזור לאנושות כולה ויחד עם חיסונים אחרים יחלץ את העולם מהמשבר שנקלענו אליו בעקבות התפרצות המגפה בסוף 2019. סיפורו המשפחתי של ד"ר בורלא, בן לניצולי שואה מסלוניקי, הוא סמל לחיותו המופלאה של העם היהודי וליכולת ההתחדשות שלו לאחר השואה."

"אני נרגש מהבשורה ומקבלת התואר מהטכניון – מוסד בעל חשיבות רבה ומורשת מרשימה," אמר ד"ר בורלא לנשיא הטכניון בשיחה הטלפונית שבה התבשר על קבלת התואר. "בצעירותי שקלתי ללמוד בטכניון ולכן זו סגירת מעגל מרגשת עבורי."

ד"ר אלברט בורלא נולד בסלוניקי בשנת 1961 למשפחה יהודית שחלקה נספה בשואה. משפחתו, שהגיעה ליוון בעקבות גירוש ספרד, עסקה בתכשיטנות וביהלומים ועסקיה התפרשו על פני ארצות רבות. קהילת סלוניקי, שהייתה הקהילה היהודית הגדולה ביותר ביוון, מנתה בשנות השלושים כ-80 אלף איש; כשני שלישים מהם נספו בשואה.

ד"ר בורלא השלים את כל תאריו האקדמיים באוניברסיטת אריסטו בסלוניקי והוא דוקטור ברפואה וטרינרית ובביוטכנולוגיה של הרבייה. בשנת 1993 הצטרף לחברת הענק פייזר, מחברות הביו-פרמצבטיקה המובילות בעולם, ומאז מילא בה שורה של תפקידים. הוא הוביל את פיתוח הנוגדנים בחברה והיה נשיא VOC – החטיבה העולמית המובילה את החיסונים, האונקולוגיה ובריאות המטופל בפייזר. באוקטובר 2018 הוא התמנה למנהל התפעול הראשי של פייזר, ב-2019 מונה למנכ"ל החברה וב-2020 החל לשמש גם כיושב ראש החברה.

בשנים האחרונות הוביל ד"ר בורלא את פייזר בהידוק הקשרים עם חברות טכנולוגיה ובאימוצן של טכנולוגיות חדשניות כגון בינה מלאכותית. בתחילת שנת 2020, בעקבות ההתפרצות העולמית של מגפת הקורונה, הוא רתם את רוב משאבי החברה לפיתוח החיסון לנגיף, תוך עמידה בלוחות זמנים מאתגרים. לאורך כל הדרך הבטיח ד"ר בורלא כי לא יתפשר על בטיחות החיסון, והאישור התקבל אחרי מחקר נרחב שכלל יותר מ-40 אלף נבדקים.

התואר יוענק לו בנובמבר 2021 במסגרת הקורטוריון, מושב חבר הנאמנים השנתי של הטכניון.

פרופ' מיטל לנדאו

חוקרים בפקולטה לביולוגיה בטכניון פענחו מבנה תלת מימדי, ברמה אטומית, של פפטיד אנטיבקטריאלי בשם יופרין 3.5, המופרש על גבי עורה של קרפדה אוסטרלית כחלק ממערכת החיסון שלה, וגילו שהוא יוצר, ע"י התארגנות עצמית, מבנה סיבי ייחודי. מעבר לכך, הם גילו שיש לסיב המיוחד מנגנון התאמה מבנית מתוחכם המספק לקרפדה הגנה אקטיבית בנוכחות החיידקים התוקפים אותה.  הבנת המבנה של פפטיד זה ומנגנון פעילותו עשויים לסייע בפיתוח תרופות אנטיבקטריאליות יעילות, יציבות, ומופעלות רק במקרה של נוכחות חיידקים. את המחקר שהתפרסם בכתב העת PNAS הובילו פרופ' מיטל לנדאו, ד"ר ניר סלינס וד"ר עינב טייב-פליגלמן תוך שיתוף פעולה עם עמיתיהם בישראל ובספרד.

המבנה של הסיב האנטיבקטריאלי מהקרפדה מזכיר סיבים עמילואידיים המוכרים לעולם הרפואה בהקשר של מחלות נוירו-דגנרטיביות כגון אלצהיימר ופרקינסון. במחלות אלה, הסיבים העמילואידיים מצטברים במוח וגורמים לפגיעה בתפקודי המוח באופן הדרגתי. עם זאת, בשנים האחרונות התברר שסיבים עמילואידיים מסויימים יכולים למלא תפקידים שונים לטובת האורגניזם המייצר אותם, החל באדם וכלה במיקרובים. לדוגמא, חיידקים מסוימים מייצרים סיבים כאלה כנשק המשמש אותם לפגיעה בתאי האורגניזם המארח.

קבוצת המחקר של פרופ' לנדאו אחראית לאחת מפריצות הדרך בהקשר זה – פענוח ראשון של המבנה התלת-ממדי של סיבי עמילואיד בחיידקיים. פרופ' לנדאו פרסמה את המבנה החדש, הנקרא cross-α, בכתב העת Science בשנת 2017. באותו מאמר הוצג הסיב העמילואידי בחיידק הסטפילוקוק הזהוב (Staphylococcus aureus) ותואר תפקודו ככלי נשק ("חץ רעיל") המגביר את אלימותו של החיידק כלפי מערכת החיסון.

המנגנון שהם מציעים כיום מתאר את הפפטיד האנטיבקטריאלי המופרש על גבי עור הקרפדה בתצורה "רדומה" שאינה פעילה כנגד חיידקים, בה מולקולות הפפטיד מתארגנות לכדי סיב עמילואידי מסוג cross-β, המאופיין ביציבות גבוהה ולכן נשמר היטב. סיבים אלה מהווים "מאגר" של מולקולות תקיפה פוטנציאליות המתעוררות בשעת הצורך. בעת חשיפה לחיידקים, אותם הפפטידים באים במגע עם מולקולות השומן של קרומי התא של החיידקים, כתוצאה מכך מתרחש שינוי מבני והסיב הופך לתצורת cross-α – אותה תצורה שקבוצת המחקר גילתה ב-2017. שינוי זה הופך את הסיב לכלי נשק קטלני המחסל את החיידקים התוקפים את עור הקרפדה. "זהו מנגנון הגנה מתוחכם של הקרפדה, שמופעל ע"י החיידקים עצמם שתוקפים אותה" – אומרת פרופ' לנדאו. "זוהי דוגמה ייחודית לתכנון אבולוציוני של שינוי במבנה סופרה מולקולרי כדי לבקר פעילות".

היות ופפטידים אנטימיקרוביאליים קיימים בכל הממלכות בעולם החי, יש בסיס להנחה שהם נוצרו בשלבים מוקדמים באבולוציה, ומהווים כלי נשק נפוץ בטבע. מחקר זה תורם רבות להבנת מנגנוני פעולה חדשניים של פפטידים אנטימיקרוביאליים, ששותפים לא רק בבלימת זיהומים חיידקיים אלא גם בהרג תאים סרטניים. יותר מכך,  תגלית זו תורמת להבנה מעמיקה יותר של התפקיד הפזיולוגי והתכונות של סיבים העמילואידים הקשורים במחלות נוירו-דגנרטיביות.

החוקרים מקווים כי התגלית המדעית תוביל ליישומים רפואיים וטכנולוגיים, בין השאר בהקשר של המאבק המורכב בהתפתחות עמידות חיידקית לאנטיביוטיקה. להערכתם, יתכן שמנגנון ההשתנות המתוחכם של פפטיד הקרפדה יספק השראה לפיתוח פפטידיים מלאכותיים שיהיו יעילים יותר ויציבים יותר מטיפולים קיימים בחיסול זיהומים חיידקיים מזיקים ומסוכנים, ועבור ציפוי יציב של מכשור רפואי, שתלים, וציוד תעשייתי, שיופעל רק במקרה של נוכחות חיידקים.

פרופ' לנדאו היא חברת סגל בפקולטה לביולוגיה ומזון וחברה ב- EMBL – המעבדה האירופית לביולוגיה מולקולרית בהמבורג, גרמניה.

למאמר ב-PNAS  לחצו כאן

הפפטיד יופרין 3.5 מופרש על עור הקרפדה בתצורה "רדומה", בה מולקולות הפפטיד מתארגנות לכדי סיב עמילואידי מסוג cross-β. בעת חשיפה לחיידקים יש האצה של יצירת סיבים מסוג cross-α על גבי קרומי התא של אותם חיידקים שמובילים להרג. התמונות נלקחו באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים חודר (TEM) במרכז למיקרוסקופיית אלקטרונים בפקולטות להנדסת חומרים ולהנדסה כימית בטכניון. המבנה האטומי cross-α נקבע באמצעות מאיץ החלקיקים האירופי בצרפת (ESRF). (קרדיט: ניר סלינס,טכניון)

חוקרים מהטכניון פיתחו טכנולוגיה חדשנית לניטור אוטומטי של מצבי עקה (stress) בגידולים חקלאיים. את הפיתוח הובילו אנשי GIP – המעבדה לעיבוד גאומטרי של תמונות בפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב.

מדינת ישראל, שנודעה בעשורים הראשונים לקיומה כמעצמה של חקלאות מודרנית, הפכה במרוצת השנים לאומת ההייטק. בשנים האחרונות מתברר כי החיבור בין השניים – הייטק וחקלאות, ובקיצור אגריטק – עשוי להעניק דחיפה משמעותית לעולם המזון. זה הרקע להקמתו של מאגד "פנומיקס" של רשות החדשנות, שהמחקר הנוכחי נערך במסגרתו. המאגד נועד לקדם חדשנות מדעית וטכנולוגית באמצעות שיתוף פעולה בין מוסדות מחקר אקדמיים וחברות תעשייתיות.

חוקרי הטכניון – עוזר המחקר אלון זבירין, ראש מעבדת GIP פרופ' רון קימל ומהנדס המעבדה ירון חונן – פיתחו טכנולוגיה חכמה לניטור ולניבוי של מצבי עקה בגידולים חקלאיים ולסגמנטציה של עלים. בהקשר הראשון מסביר זבירין כי  "זיהוי עקת יובש מאפשר להציל את הצמח, לזהות מחלות ולנבא את כמויות היבול, וכל אלה הם נתונים חיוניים לחקלאי." באמצעות צילומי צבע, צילומים תרמיים ולמידה עמוקה הצליחו החוקרים לנבא בהצלחה רבה מצבי עקה והתפתחות של עלים חדשים; בניסוי של הטכנולוגיה על שתילי בננה הושגה רמת ניבוי מרשימה – יותר מ-90% דיוק.

בהקשר השני – סגמנטציה של עלים – השיגו החוקרים תוצאות חסרות תקדים בזיהוי של עלי תודרנית לבנה (Arabidopsis) וטבק באמצעות למידה עמוקה. כדי לאמן את המערכת על כמות גדולה של דוגמאות הם פיתחו מאגר נתונים עצום של תמונות-עלים מלאכותיות, ולאחר מכן בדקו את הטכנולוגיה גם על גידולים אחרים – אבוקדו, בננה, מלפפון ותירס.

לדברי זבירין, "בפיתוח הטכנולוגיה שולבו חוקרים צעירים בתחילת דרכם, שהביאו רעיונות מעולים ועשו עבודה מצוינת. שניים מהם גם מופיעים כמחברים ראשיים במאמרים: דמיטרי קוזניצוב, שעומד לסיים תואר שני בהנחיית פרופ' עירד יבנה ופרופ' רון קימל, ושגיא לבנון – בוגר תוכנית המצוינות פסגות שהחל ללמוד לתואר שני בפקולטה." המאמר על זיהוי עקה התפרסם ב-ECCV, הכנס האירופי לראייה ממוחשבת, והמאמר על סגמנטציה התפרסם בכנס CVPR.

מאגד "פנומיקס"

השם "פנומיקס" נגזור מהמונח "פנוטיפ" (phenotype), שמשמעותו תכונה נראית בעלת משמעות חקלאית, אגרונומית, או ביולוגית. במקרה שלפנינו מדובר באבחון מצב הצמח על סמך תכונותיו הנראות – צבע, צורה וגודל. אבחון אוטומטי כזה – פנוטייפינג – הוא כיום צוואר הבקבוק בשיפורים של גידולים חקלאיים ומכאן חשיבותו של ההישג הנוכחי. שותפיו של הטכניון במאגד הם חברות האגרוטק תרביות ראש הנקרה (רה"ן), הזרע ואבוג'ן; חברות הטכנולוגיה אלביט, אופגל וסנסילייז; והמוסדות האקדמיים והמחקריים הבאים: אוניברסיטת  בן גוריון, אוניברסיטת תל אביב, אוניברסיטת חיפה, האוניברסיטה העברית ומכון וולקני.

תמונות מלאכותיות של צמחי טבק (ימין) ושני זנים של תודרנית לבנה (אמצע, שמאל). בשורה העליונה מוצגות התמונות המלאכותיות ובתחתונה – מסיכות העלים. יצירת כמות גדולה של תמונות מלאכותיות (מסונתזות) מאפשרת לאמן רשת נוירונים עמוקה שתאפשר הפרדה טובה בין עלים בתמונות אמיתיות.

למאמר המלא שהתפרסם ב-ECCV, הכנס האירופי לראייה ממוחשבת לחצו כאן

לסרטון הסבר על המחקר לחצו כאן

ד"ר ליאת לבונטין

הדוקטורנטית קים פניאס

חוקרות מהפקולטה להנדסת תעשייה וניהול ע"ש דוידסון משתתפות במיזם אירופי גדול, במימון EIT Food של האיחוד האירופי, לשיפור אמון הציבור בספקי המזון. החוקרות, ד"ר ליאת לבונטין והדוקטורנטית קים פניאס, מצאו כמה עובדות מהותיות באשר ליחסם של הישראלים לספקי המזון. יותר מכל, כך מתברר, מבקש הציבור הישראלי שקיפות – שקיפות בקביעת המחיר, ביחס בין מחיר לגודל האריזה ובניהול משברים בתחום המזון.

“הציבור הישראלי נותן אמון רב במיוחד בחקלאים, וזאת בשל הזדהותו עימם והערכתו שרווחיהם אינם גדולים," אומרת ד"ר לבונטין. "מגפת הקורונה אף הגבירה את תחושת ההזדהות האמורה ואת הרצון לסייע לחקלאים. התקופה האחרונה הגבירה גם את תחושת האמון כלפי היצרנים ואת התחושה שהם עושים כמיטב יכולתם לשמור על אספקת מזון סדירה ולא לנצל את המצב להעלאת מחירים."

מנגד, המסעדות ושירותי ההסעדה סובלים מרמת אמון נמוכה, והמשבר פגע גם באמון בקמעונאים, שעל פי תחושות הציבור ניצלו את כוחם במהלך המשבר, העלו מחירים וביטלו הנחות ומבצעים. לדברי ד"ר לבונטין, "מן הסקר עולה כי גם האמון בגורמים הממשלתיים נמוך יחסית, שכן הציבור חש כי הרגולטור לא התערב מספיק בשוק המזון ולא הגן על התחרות."

הממצאים הנוגעים לישראל התבססו על סקר אינטרנטי בהשתתפות 364 צרכנים, על קבוצות מיקוד של צרכנים, על סדנאות עם בעלי עניין בתעשיית המזון ועל ראיונות עם בעלי עניין בתעשיית המזון. במחקר הכלל-אירופי השתתפו 2,200 צרכנים משש מדינות ובהן ישראל. אלה ממצאיו העיקריים:

הציבור האירופי נותן אמון ביצרניות המזון. המגפה הנוכחית, ככלל, חיזקה אמון זה שכן היא הבליטה את יכולתן של שרשראות אספקת המזון לספק את המצרכים למרות השיבושים. העלייה הבולטת ביותר ברמת האמון התרחשה ביחס לחקלאים, הנתפסים כיצרנים קטנים, מקומיים ובלתי תלויים שעובדים קשה ובסיכון גבוה. עם זאת, רבים מהנשאלים הביעו רצון שהחקלאים ישפרו את ההתייחסות לבעלי החיים שהם מגדלים ויצמצמו את הפגיעה בסביבה.

במסגרת הפרויקט קיימו הגופים המשתתפים תחרויות מקומיות בקרב סטודנטים למיזמים תקשורתיים לשיפור אמון הצרכנים במזון. בתחרות בטכניון השתתפו חמש קבוצות, שתוצריהן נשפטו על ידי פרופ' דנית עין-גר מאוניברסיטת תל אביב, ד"ר ליאת לבונטין מהטכניון ושתי נציגות מתעשיית המזון – מיכל גולדמן, יועצת עצמאית בכירה, ואסנת גולן, סמנכ"לית תקשורת, מותג חברה וקיימות מקבוצת שטראוס. במקום הראשון זכתה קבוצת "הלחם עליכם". חברי הקבוצה שי שמול, אוראל אריאל וענבר ברנע ביקשו להעניק לצרכנים תחושה של מעורבות ביצירת הלחם. זאת באמצעות עידודם לפרסם מתכונים ברשתות חברתיות; חברות המזון יבחרו מתוכם מתכונים מוצלחים במיוחד וישווקו אותם כמוצרי מדף. להערכת חברי הקבוצה, תהליך כזה יעניק לצרכנים תחושה שהם שותפים בקבלת ההחלטות ויכולים להשפיע על אופיים של המוצרים היוצאים לשוק.

חברי הקבוצה הזוכה – הלחם עליכם:

טל חקלאי הגיעה לטכניון לפני כשנתיים, סטודנטית חדשה בפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב. לא היה לה שום רקע בתכנות, אבל החששות שלה הגיעו ממקום אחרי לגמרי: היא לא הכירה איש בטכניון. "לשמחתי," היא אומרת, "מהר מאוד מצאתי חברים טובים, ואני לא מסוגלת לדמיין איך הייתי עוברת בלעדיהם את התואר. במיוחד בשנה האחרונה, כשלומדים רק מהבית, הם מצילים אותי."

בשנה שעברה, עם פרוץ המגפה, הבינה חקלאי שמציאות חייהם של הסטודנטים החדשים השתנתה לגמרי – הם לומדים מהבית, או מהמעונות, ואין להם כמעט הזדמנות להכיר את הסטודנטים שלומדים איתם בסמסטר. "לפעמים כל מה שצריך זה מישהו שיענה לך על שאלה קטנה, אבל הסטודנטים החדשים כיום מתקשים להכיר סטודנטים אחרים שלומדים איתם ולכן קשה יותר להיעזר זה בזה וליצור קבוצות למידה."

כך נולד ביוזמתה פרויקט "חבר טלפוני" שיצא לדרך לפני כמעט שנה, בסמסטר אביב 2020; חקלאי, סטודנטית מצטיינת ופעילה בוועד הסטודנטים הפקולטי, הקימה בתמיכת הוועד מערך חניכה המלווה סטודנטים חדשים ומעניק להם עזרה בלימודים. עד מהרה נרשמו לפרויקט יותר מ-200 סטודנטים חדשים ו-170 חונכים. החונכים הם סטודנטים ובוגרים של הפקולטה למדעי המחשב שמעניקים את העזרה בהתנדבות מלאה. היא ניהלה בעצמה את הפרסום, את ההרשמה, את גיוס החונכים ואת השיבוצים, כלומר את יצירת הקשר בין החונכים לסטודנטים החדשים.

כעת היא קיבלה על כך פרס הצטיינות חברתית מטעם הפקולטה. הפרויקט, כך הוסבר, לא רק סייע לסטודנטים החדשים בהבנת החומר הנלמד אלא גם יצר חברויות וקבוצות למידה החיוניות כל כך לחוויית הלימודים ולהצלחה העתידית בתואר.

הפרויקט נמשך השנה עם הסטודנטים שהצטרפו לפקולטה באוקטובר 2020, וכיום פעילים בו כ-130 חונכים.

ד"ר עדו קמינר זוכה בפרס בלווטניקקרן משפחת בלווטניק, האקדמיה למדעים של ניו יורק והאקדמיה הלאומית הישראלית למדעים הכריזו היום על הזוכים בפרסי בלווטניק למדענים צעירים בישראל לשנת 2021.

ואלה הם חתני פרסי בלווטניק לשנת 2021:

במדעי הפיזיקה וההנדסה: ד"ר עידו קמינר, הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל

בכימיה: פרופ' רפאל קליין, מכון ויצמן למדע

במדעי החיים: פרופ' יוסי יובל, אוניברסיטת תל אביב

ד"ר עדו קמינר זוכה בפרס בלווטניק

פרסי בלווטניק מעלים על נס מדענים ומהנדסים צעירים ומבטיחים בשלב מוקדם בקריירה המקצועית שלהם, הן בשל הישגיהם יוצאי הדופן והן בשל ההבטחה הגלומה בהם לתגליות מדעיות בעתיד. הפרסים מוענקים לחוקרים עד גיל 42 בזכות מחקריהם פורצי הדרך בשלושה תחומים – מדעי החיים, כימיה ומדעי הפיזיקה וההנדסה.

פרסי בלווטניק למדענים צעירים בישראל מוענקים לצד הפרסים הבין-לאומיים אשר מוכרזים מדי שנה בארצות הברית ובבריטניה. הפרסים לשנת 2021 בישראל יוענקו בטקס חגיגי שיתקיים בירושלים, ככל שמגבלות הקורונה תאפשרנה, ב-1 באוגוסט 2021. הזוכים יצטרפו לקבוצה מובחרת של צעירים וצעירות ישראלים אשר זכו בפרסי בלווטניק בישראל למן שנת 2017, וכן לקהילת המדענים הבין-לאומית של בלווטניק, הצפויה למנות עד סוף השנה 350 מדענים ומהנדסים מרחבי העולם. כמו כן יזכו זוכי הפרס להשתתף מדי קיץ בסימפוזיון המדע השנתי של בלווטניק באקדמיה למדעים של ניו יורק, שבו מתכנסים זוכי הפרס בעבר ובהווה כדי לחלוק רעיונות חדשים וליצור שיתופי פעולה חוצי-תחומים.

"השנה החולפת הוכיחה את חשיבותו של מדע פורץ דרך", ציין לן בלווטניק (Len Blavatnik), מייסד ויו"ר Access Industries וראש קרן משפחת בלווטניק, "זוהי חובתנו לעודד מדענים צעירים להרחיב את תחומי המחקר שלהם ולפרוץ את גבולות הגילוי המדעי. הישגיהם של שלושת הצעירים הישראלים יוצאי הדופן הללו הם עדות ליכולותיהם, להתמדתם ולדמיון שלהם – מאפיינים של חוקרים ישראלים צעירים רבים שימשיכו לתרום תרומות נכבדות למדע לדורות הבאים".

ניקולס דירקס (Nicholas B. Dirks), נשיא ומנכ"ל האקדמיה למדעים של ניו יורק, אמר: "זוכי פרסי בלוווטניק לשנת 2021 בישראל הם קבוצה מרשימה של חלוצי מדע. בשם האקדמיה למדעים של ניו יורק אנו גאים בתרומתם של הצעירים הללו בישראל לקהילה המדעית העולמית ולשיפור החיים באמצעות מחקריהם. אנו מברכים אותם על הישגיהם ומצפים לראות מה צופן עתידם".

פרופ' נילי כהן, נשיאת האקדמיה הלאומית הישראלית למדעים, ציינה: "בעיצומה של שנה מאתגרת אנו גאים עד מאוד בכך שהמדענים הצעירים שלנו מתקדמים לעבר שיאים חדשים ומקדמים חדשנות מדעית ופריצות דרך. קרן משפחת בלווטניק והאקדמיה למדעים של ניו יורק, ועימן כמובן אנו, שמחים לכבד את המדענים הישראלים יוצאי הדופן הללו בפרס היוקרתי הזה".

השנה הוגשו 37 מועמדים ומועמדות לפרס משבע אוניברסיטאות בישראל. חברי המועצה המדעית של הפרס, ובהם זוכי פרס נובל – חבר האקדמיה הלאומית הישראלית למדעים פרופ' אהרן צ'חנובר ופרופ' דיויד גרוס, וכן יו"ר סוכנות החלל הישראלית ויו"ר המועצה הלאומית למחקר ולפיתוח פרופ' יצחק בן ישראל, הוזמנו גם הם להציע מועמדים. ועדת שיפוט הכוללת מדענים בכירים בישראל מכל קטגוריה, בהובלת חברי האקדמיה הישראלית, בחרה את שלושת הזוכים.

על אודות הזוכים:

מדעי הפיזיקה וההנדסה:

ד"ר עדו קמינר

ד"ר עידו קמינר (35), חבר סגל בפקולטה להנדסת חשמל ע"ש ויטרבי, הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל

עבודתו של ד"ר עידו קמינר, ראש המעבדה לדינמיקה קוונטית של אלומות אלקטרונים ע"ש רוברט ורות מגיד, השפיעה על חקר הפיזיקה הבסיסי ביותר באמצעות יישומים אשר משנים את ההבנה שלנו של האופי הקוונטי של אינטראקציות בין חומר לאור. טכנולוגיות חדשות אשר פותחו במעבדתו פותחות את האפשרות ליצירת מכשירי רנטגן קומפקטיים ומתכווננים לשימושים כגון סורקים במערכות אבטחה ודימות רפואי. ד"ר קמינר גם גילה היבטים חדשים של אפקט צ'רנקוב (Cherenkov Effect) – הבזק של אור הנראה כאשר חלקיקים זעירים עוברים דרך גז, נוזל או מוצק, שהתגלה לראשונה בשנת 1934. אפקט צ'רנקוב נתפס כמוסבר במלואו בפיזיקה קלאסית, אך ד"ר קמינר גילה תכונות קוונטיות נסתרות שלא זוהו בעבר בפיזיקה הקלאסית. גילוי זה הוביל אותו לפתח גלאים חדשניים לחלקיקים בעלי אנרגייה גבוהה למאיצי חלקיקים כמו אלה הפועלים ב-CERN (המרכז הגדול בעולם לחקר חלקיקים יסודיים בפיזיקה).

כימיה:

פרופ' רפאל קליין (38), פרופ' חבר וראש המרכז לעיצוב מולקולרי על-שם הלן ומרטין קימל, מכון ויצמן למדע

רוב החומרים מעשה ידי אדם הם סטטיים במהותם ולכן אינם מסוגלים להשתנות בתגובה לאותות חיצוניים. היכולת להגיב לגירויים חיצוניים כמו אור, חום או מגע היא חיונית לקיומם ולתפקודם של אורגניזמים חיים. ד"ר רפאל קליין, העוסק בכימיה אורגנית, פיתח חומרים ננו-דינמיים שתוכננו להחזיק במאפיינים "דמויי-חיים" אלה. לדוגמה, הוא יצר ננו-חלקיקים מגנטיים בעלי צורת קובייה אשר מסוגלים להרכיב את עצמם לכדי חומרים מורכבים בעלי סליל כפול בנוכחות של שדה מגנטי. לחומרים ננו-דינמיים אלה ואחרים יש שימושים פוטנציאליים בתחומים מגוונים, כגון טיהור מים, אחסון אנרגייה וזרזים שונים.

מדעי החיים:

פרופ' יוסי יובל (41), פרופ' מן המניין בביה"ס לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים וראש ביה"ס סגול למדעי המוח – באוניברסיטת תל אביב, חבר האקדמיה הצעירה הישראלית למדעים

פרופ'  יובל פועל לגשר על הפער בין שניים מהתחומים המשפיעים ביותר בביולוגיה – אקולוגיה (חקר בעלי החיים בסביבתם) ומדעי המוח (חקר האופן שבו המוח שולט בפעולות). הוא סייע לבסס את התחום החדש של נוירואקולוגיה, החוקר כיצד המוח שולט בהתנהגות בסביבה טבעית המשתנה במהירות – שילוב החיוני להבנתנו את התהליכים הביולוגיים בעולם הטבע.

פרופ' יובל חוקר עטלפים על מנת ללמוד כיצד בעלי חיים מקבלים החלטות בסביבתם הטבעית. הוא מומחה מוביל במחקר על שימושם של עטלפים באיכון הד (סונר) כדי להתמצא ולנווט ברחבי העולם כמודל לאופן שבו המוח משלב מידע חושי להנחיית ההתנהגות. הוא פיתח מכשיר GPS ממוזער חדשני וסנסורים אחרים העוקבים אחר התנהגותם של עטלפים הנעים בחופשיות בטבע. עבודה זו מספקת תובנות רחבות יותר בדבר שאלות כגון כיצד בעלי חיים חשים את הסביבה שלהם, כיצד הם מנווטים, וכיצד הם מתנהגים בקבוצה. הסנסורים שפותחו במעבדה של פרופ' יובל הפכו לזמינים, והם משמשים כיום מדענים מכל רחבי העולם.

פרופ' יובל גם מיישם את מחקריו באיכון הד של עטלפים במגוון אפליקציות רובוטיות. למשל הוא מפתח שימושים שונים לאיכון הד בכלים אוטונומיים וברובוטיקה חקלאית.

על אודות פרסי בלווטניק למדענים צעירים

פרסי בלווטניק למדענים צעירים, אשר נוסדו ב-2007 על ידי קרן משפחת בלווטניק ומנוהלים על ידי האקדמיה למדעים של ניו יורק, מוקירים מדענים ומהנדסים צעירים מבטיחים באמצעות ציון הישגיהם יוצאי הדופן, הכרה בהבטחה הגלומה בהם לתגליות מדעיות בעתיד ועידוד חדשנותם המחקרית במענק שאיננו מוגבל למימון מחקר.

הפרסים נוסדו בניו יורק והוענקו תחילה למדענים ולמהנדסים מצטיינים במדינות ניו יורק, ניו ג'רזי וקונטיקט. בשנת 2014 הפכו לפרסים לאומיים ומאז מוענקים מדי שנה לזוכים מכל רחבי ארצות הברית. בשנת 2017 הושקו הפרסים בישראל בשיתוף עם האקדמיה הלאומית הישראלית למדעים, וכן בבריטניה.

עד לסוף שנת 2021 יהיה הסך הכולל של הפרסים שהוענקו 11.9 מיליון דולר.

למידע נוסף ולעדכונים על פרסי בלווטניק למדענים צעירים: www.blavatnikawards.org ; בטוויטר / בפייסבוק: @BlavatnikAwards

על אודות קרן משפחת בלווטניק

קרן משפחת בלווטניק היא תומכת פעילה במוסדות בולטים בתחומי החינוך, המדע, התרבות והצדקה בארצות הברית, בבריטניה, בישראל ובכלל ברחבי העולם. בראש הקרן עומד לן בלווטניק, תעשיין בין-לאומי, פילנתרופ, המייסד והיו"ר של Access Industries, קבוצה פרטית אמריקאית המנהלת השקעות כלל-עולמיות במגוון תחומים: משאבי טבע וכימיקלים, מדיה ותקשורת, נדל"ן, הון סיכון/טכנולוגיה, בידור, ביוטק ועוד.

למידע נוסף:  www.blavatnikfoundation.org; www.accessindustries.com

על אודות האקדמיה למדעים של ניו יורק

האקדמיה למדעים של ניו יורק היא ארגון עצמאי ללא מטרת רווח שהוקם ב-1817, ומאז מחויב לקידום המדע והחברה ברחבי העולם. באמצעות יותר מ-20 אלף חברים ב-100 מדינות ברחבי העולם האקדמיה מקדמת ידע מדעי וטכנולוגי, מתמודדת עם אתגרים כלל-עולמיים באמצעות פתרונות המבוססים על מדע ומעניקה חסות למגוון רחב של יוזמות חינוכיות בתחומי המדע, הטכנולוגיה, ההנדסה והמתמטיקה (STEM).

האקדמיה מארחת תוכניות ומפרסמת תוכן במגוון נושאים, ובהם מדעי החיים והפיזיקה, מדעי החברה, תזונה, בינה מלאכותית, מדעי המחשב וקיימות. האקדמיה גם מספקת משאבים מקצועיים וחינוכיים לחוקרים בכל שלבי הקריירה שלהם.

למידע נוסף: www.nyas.org

על אודות האקדמיה הלאומית הישראלית למדעים

האקדמיה הלאומית הישראלית למדעים היא הגוף הבכיר בתחום המדע בישראל. האקדמיה נוסדה על פי חוק ב-1961 ופועלת כמרכז לאומי למדע ישראלי בכל תחומי המדעים, החברה והרוח.

האקדמיה מונה 132 חוקרים וחוקרות נבחרים הפועלים בשתי חטיבות – חטיבת מדעי הרוח וחטיבת מדעי הטבע. משימתה היא קידום מצוינות מדעית ישראלית, ייעוץ לממשלה בענייני מחקר ותכנון מדעי בעלי חשיבות לאומית, פרסום מחקרים שיש בהם כדי לקדם את המדע ושמירה על קשר פעיל עם הקהילה המדעית הבין-לאומית.

למידע נוסף: www.academy.ac.il