מחקרים

RESEARCH

מה מעניין אותך?

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

מחקר

04.12.2022
לראשונה בעולם: זוהו כמאה אלף מיני וירוסים חדשים שלא היו ידועים למדע

החוקרים אף הצליחו לזהות איזה יצורים הווירוסים עשויים לתקוף, תגלית שצפויה לסייע בקידום פיתוח של קוטלי חיידקים, פטריות ומזיקים שונים לחקלאות

  • סביבה וטבע

מחקר פורץ דרך של אוניברסיטת תל אביב גילה כמאה אלף סוגי וירוסים חדשים שלא היו ידועים עד כה למדע. הווירוסים, מסוג רנ"א, נתגלו במידע סביבתי חובק עולם מדוגמאות אדמה, אוקיינוסים אגמים ושלל מערכות אקולוגיות. מדובר למעשה בגדילה של כפי תשעה מכמות ווירוסי הרנ"א שהמדע הכיר עד כה. החוקרים מעריכים כי הגילוי יכול לסייע בפיתוח אנטיביוטיקות ובהתגוננות מפני מזיקים לחקלאות.

 

המחקר נערך בהובלת הדוקטורנט אורי נרי בהנחייתו של פרופ' אורי גופנא מבית הספר שמוניס בפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל אביב. המחקר נעשה בשיתוף עם גופי המחקר "NIH", "JGI" מארה"ב, ומכון פסטר בצרפת. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Cell והוא כלל נתונים שנאספו על ידי יותר ממאה מדענים ברחבי העולם. 

 

כריית מידע מכל רחבי הגלובוס

החוקרים מסבירים שווירוסים, נגיפים בעברית, הם טפילים גנטיים, משמע שהם מוכרחים להדביק תא חי כדי לשכפל את המידע התורשתי שלהם, לייצר נגיפים חדשים ולהשלים את מחזור ההדבקה שלהם. חלק מהווירוסים הינם מחוללי מחלות העשויים לפגוע בבני אדם (כמו למשל וירוס הקורונה), אם כי רוב רובם המוחלט של הנגיפים אינם מזיקים לנו - חלקם אף חיים בתוך גופנו ואנו כלל לא מודעים לכך.

 

אורי נרי מסביר שהמחקר כלל שימוש בטכנולוגיות חישוביות חדשות לכריית מידע גנטי שנאסף מאלפי נקודות דיגום שונות ברחבי העולם (אוקיינוסים, אדמה,  ביוב, גייזרים וכד'). החוקרים פיתחו כלי חישובי משוכלל המבדיל בין החומר הגנטי של וירוסי רנ"א לבין זה של המארחים, ובאמצעותו ניתחו את נתוני העתק. התגלית אפשרה לחוקרים לשחזר כיצד לאורך התפתחותם האבולוציונית, עברו הנגיפים תהליכי הסתגלות מגוונים בכדי להתאים עצמם למארחים שונים. 

 

במסגרת ניתוח הממצאים, החוקרים אף הצליחו לאתר וירוסים החשודים כמדביקים מזיקים שונים, ובכך לפתוח דרך לשימוש בנגיפים לבקרה וטיפול במזיקים. פרופ' גופנא: "המערכת שפיתחנו מאפשרת לבצע ניתוח אבולוציוני מעמיק ולהבין כיצד לאורך ההיסטוריה התפתחו נגיפי הרנ"א השונים. אחת משאלות המפתח בעולם המיקרוביולוגיה היא כיצד ומדוע נגיפים מעבירים ביניהם גנים. זיהינו שלל מקרים בהם החלפת גנים כזאת איפשרה לנגיפים להדביק יצורים חדשים. כמו כן, בהשוואה לנגיפי דנ"א, המגוון והתפקידים של נגיפי הרנ"א במערכות אקולוגיות מיקרוביאליות לא מובן היטב. במחקרנו מצאנו כי נגיפי רנ"א אינם חריגים בנוף האבולוציוני ולמעשה בהיבטים מסוימים אינם כה שונים מנגיפי הדנ"א. זהו פתח רחב למחקר עתידי והבנה טובה יותר כיצד ניתן לרתום נגיפים לשימושנו ברפואה ובחקלאות". 

התארכות גופה של נקבת הארבה בזמן הטלת ביצים בקרקע

מחקר

04.12.2022
כוחות העל של נקבת הארבה

הגמישות של מערכת העצבים המרכזית שלה מאפשרת לה להימתח בעת הטלת ביציה באדמה עד פי 2 או פי 3 מאורכה המקורי, ואז לשוב במהירות לאורכה הרגיל ללא נזק

  • הנדסה וטכנולוגיה
  • רפואה ומדעי החיים

כל אימא תעשה הכל כדי לדעת שהצאצאים שלה נמצאים במקום בטוח. מסתבר שנקבת הארבה יכולה לקחת את זה צעד אחד קדימה: מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מצא כי מערכת העצבים המרכזית של נקבת הארבה היא בעלת תכונות אלסטיות, שמאפשרות לה להימתח בעת הטלת ביציה באדמה עד פי 2 או פי 3 מאורכה המקורי, מבלי שייגרם לה נזק בלתי הפיך. החוקרים: "איננו מכירים יכולת דומה כמעט אצל אף יצור חי בטבע. מערכת העצבים של האדם למשל, יכולה להימתח עד 30% מבלי להיקרע או להינזק לצמיתות". לדבריהם, בעתיד עשויים הממצאים לתרום לפיתוחים חדשים בתחום הרפואה הרגנרטיבית, כבסיס לשיקום עצבים, ולפיתוח רקמות סינתטיות.

 

מגלה גמישות

המחקר נערך על ידי צוות חוקרים של אוניברסיטת תל אביב בהובלת ד"ר בת-אל פנחסיק מבית הספר להנדסה מכנית בפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן, ופרופ' אמיר אילי מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס וייז. כמו כן, השתתפו במחקר ד"ר ראקש דאס מבית הספר להנדסת מכונות, ד"ר משה גרשון מבית הספר לזואולוגיה, ופרופ' ערן פרלסון ואמג'ד איברהים מהמחלקה לפיזיולוגיה ופרמקולוגיה בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר.

 

"כשנקבת הארבה מבקשת להטיל את ביציה, היא חופרת בור באדמה שיעניק להן הגנה ותנאים אופטימליים לבקיעה. לצורך זה היא מצוידת באיבר חפירה ייעודי, שמורכב משני זוגות כפות חפירה, שממוקמים בקצה הבטן, משני צדדיו של צינור ההטלה. תוך כדי חפירה, הנקבה מאריכה את גופה, עד שחיישנים הממוקמים לאורכו מאותתים שהגיעה לנקודה מתאימה להטלה. כך, נקבה בוגרת, שאורך גופה כ-4-5 ס"מ, עשויה למתוח אותו לצורך ההטלה עד לאורך של 10-15 ס"מ, ואז לשוב במהירות לאורכה הרגיל, ולהתארך שוב בהטלה הבאה", מסבירה ד"ר פנחסיק.

 

"יכולת העל של נקבל הארבה היא כמעט בגדר 'מדע בדיוני'. בטבע בכלל מוכרות רק עוד שתי דוגמאות של 'ביצועים' דומים: לשונו של הלוויתן המכונה 'ראשתן גדול ראש', וסוג מסוים של חילזון ימי, שמערכות העצבים שלהם מסוגלות להתארך משמעותית בזכות מנגנון דמוי אקורדיון. אנחנו ביקשנו לברר מהו המנגנון הביומכני המקנה לנקבת הארבה את יכולתה המופלאה", אומר פרופ' אילי.

 

המפתח לטיפולי שיקום ורפואה רגנרטיבית?

במסגרת המחקר, החוקרים הוציאו מנקבות ארבה את מערכות העצבים המרכזיות שלהן, והניחו אותן בתוך נוזל המדמה את הסביבה הטבעית, בתנאים פיזיולוגיים דומים לאלה שבתוך הגוף. באמצעות מכשירי מדידה רגישים ביותר הם מדדו את הכוחות הדרושים כדי להאריך את מערכת העצבים.

 

"בניגוד להשערות קודמות ולדוגמאות המוכרות, לא מצאנו כל מנגנון דמוי אקורדיון. גילינו שמערכת העצבים של נקבת הארבה עשויה מחומר אלסטי, שמסוגל להתארך ואחר כך לחזור מעצמו למצבו המקורי, מוכן לשימוש חוזר, מבלי שנגרם לרקמה כל נזק. זהו ממצא כמעט בלתי-נתפס מבחינה ביומכנית ומורפולוגית", אומר ד"ר פנחסיק.

 

"מדובר ביכולת מופלאה שאינה מוכרת באף בעל חיים אחר. במחקרי המשך נברר את הסוגייה לעומקה, במטרה לזהות את המנגנון הספציפי שמאפשר את התכונה הייחודית. אנחנו מקווים שבעתיד יסייעו הממצאים שלנו לפיתוח רקמות סינתטיות עם גמישות גבוהה ולשיקום עצבים בטיפולים של רפואה רגנרטיבית", מסכם פרופ' אילי.

 

מימין: ד"ר בת-אל פנחסיק , ד"ר ראקש דאס  ופרופ' אמיר אילי

גלקסיות מוקדמות מתוך טלסקופ החלל ווב של נאסא (מתוך אתר נאסא)

מחקר

04.12.2022
איך נראו הגלקסיות הראשונות ביקום?

צוות אסטרופיזיקאים בינלאומי הצליח לאפיין לראשונה את הגלקסיות שנוצרו כ-200 מיליון שנה בלבד אחרי המפץ הגדול

  • רפואה ומדעי החיים

אם הצטיידת במדריך הטרמפיסט לגלקסיה אבל עדיין לא קיבלת את כל התשובות לכל השאלות בנוגע למרחב ולזמן של היווצרות היקום שלנו - יכול מאוד להיות שהתשובה טמונה במחקר הזה: צוות בינלאומי של אסטרופיזיקאים, בהובלת פרופ' רנן ברקנא מבית הספר לפיזיקה ולאסטרונומיה בפקולטה למדעים מדויקים ע"ש סאקלר, הצליח לראשונה לאפיין סטטיסטית את הגלקסיות הראשונות ביקום, שהתגבשו כ-200 מיליון שנה בלבד אחרי המפץ הגדול. לפי התוצאות פורצות הדרך, הגלקסיות הראשונות היו קטנות ועמומות, הן היו יותר אפלות  מהגלקסיות בימינו, והמירו רק פחות  מ-5% מהגז שלהן לכוכבים. כמו כן, הגלקסיות הראשונות לא פלטו קרינת רדיו בעוצמה גבוהה בהרבה מזו שאנו רואים היום.

 

כשהיקום היה ענן של אטומי מימן

המחקר החדש נערך בשיתוף פעולה עם קבוצת SARAS, בהובלת קבוצת המחקר באוניברסיטת קיימברידג׳ באנגליה של ד"ר אנסטסיה פיאלקוב, שבעצמה הייתה דוקטורנטית של פרופ׳ ברקנא באוניברסיטת תל אביב.  תוצאות המחקר החלוצי פורסמו בכתב העת היוקרתי Nature Astronomy.

 

"זהו תחום חדש מאוד ומחקר ראשון מסוגו", מסביר פרופ' ברקנא. "אנחנו מנסים להבין את הכוכבים הראשונים ביקום, מה שנקרא 'השחר הקוסמי', כ-200 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול. טלסקופ החלל החדש ג'יימס ווב למשל, לא באמת יכול לראות את הכוכבים האלה, אלא מעט גלקסיות בהירות במיוחד מתקופה קצת יותר מאוחרת. השאיפה שלנו היא להצליח לאפיין את כלל אוכלוסיית הכוכבים הראשונים".

 

לפי המודל המקובל, לפני שכוכבים החלו להתיך יסודות כבדים יותר בליבותיהם, היקום שלנו לא היה אלא ענן של אטומי מימן מהמפץ הגדול (בנוסף לחומר אפל). גם היום רוב היקום מורכב מגז מימן, אלא שביקום המודרני רוב המימן הזה מיונן בשל קרינת הכוכבים.

 

"אטומי מימן פולטים באופן טבעי קרינה אלקטרומגנטית באורך גל של 21 ס"מ, שזה בתחום הרדיו", אומר פרופ' ברקנא. "מאחר שקרינת הכוכבים שינתה את הקרינה שפלטו אטומי המימן, הרעיון הוא להשתמש במימן כגלאי של הכוכבים הראשונים: אם נצליח לראות את ההשפעה שלהם על המימן, נוכל לדעת מתי הם נולדו, כיצד הם הסתדרו בגלקסיות וכו'. אני מראשוני התיאורטיקנים שפיתחו את הרעיון הזה כבר לפני 20 שנה, אבל מבחינה תצפיתית רק עכשיו מצליחים ליישם אותו. ברחבי העולם יש מספר קבוצות מחקר שמנסות לגלות את אות ה-21 ס"מ של המימן ביקום העתיק".

 

אות מהעבר

אחת מהקבוצות הללו היא EDGES, המשתמשת באנטנת רדיו קטנה יחסית שמודדת את קרינת הרדיו הממוצעת מכל השמיים ומגיעה מתקופות שונות בשחר הקוסמי. ב-2018 הודיעה קבוצת EDGES כי מצאה את האות של 21 ס"מ מאטומי המימן הקדומים.

 

"הבעיה שקשה לשכנע שזה אכן הסיגנל של אטומי המימן הראשונים שספגו קרינה מהכוכבים הראשונים, ולא סיגנל מהמוליכות החשמלית של העפר שמתחת לאנטנה", מספר פרופ' ברקנא. "לכן חיכו למדידה עצמאית נוספת שתאשר או תשלול את הממצאים, ובאמת בשנה שעברה ערכו אסטרונומים בהודו ניסוי נוסף בשם SARAS. הפעם האנטנה צפה באגם, כך שהמים ההומוגניים לא יוכלו לייצר הפרעות שייראו כמו הסיגנל, ולפי התוצאות שלהם, יש סיכוי של 95% שהסיגנל של EDGES הוא הפרעה כזאת".

 

"ב-SARAS בעצם מצאו את החסם העליון של הסיגנל בשמיים, ומצאו שהוא חלש משמעותית מהסיגנל ש-EDGES מצא לכאורה. בהנחה שהמדידה של SARAS טובה ונכונה, בדקנו מהן ההשלכות שלה לגבי הגלקסיות הראשונות, כלומר מה היו התכונות שלהן לפי החסם העליון של הסיגנל. זאת הפעם הראשונה שאנחנו יכולים להגיד שלא הייתה אפשרות לקיומן של גלקסיות מסוג מסוים בתקופה כה מוקדמת".

 

פרופ' ברקנא מסכם: "הגלקסיות היום, כמו גלקסיית שביל החלב שלנו, פולטות המון גלי רדיו. שמנו חסם עליון ראשון על קצב ייצור הכוכבים בגלקסיות הקדומות, וגם על סך פליטות הרדיו שלהן. וזאת רק ההתחלה. מדי שנה נערכים ניסויים משוכללים יותר וכתוצאה מכך מתפרסמים חסמים יותר ויותר חזקים, בניסיון לקבל תמונה ראשונה של השחר הקוסמי. אנו מקווים שבקרוב יהיו לנו לא רק חסמים אלא גם מדידה מדויקת ואמינה של הסיגנל".

 

פרופ' רנן ברקנא

הדוקטורנט איתי קציר וד"ר אילה למפל

מחקר

30.11.2022
לראשונה בעולם: בידוד של מולקולות רבות בתא אחסון יחיד ושחרורן באמצעות חשיפה

לטכנולוגיה החדשה פוטנציאל רב ביישומיים ביו-רפואיים לרבות הובלה, אחסון ושחרור מבוקר ואיטי של תרופות, חיסונים ועוד

  • רפואה ומדעי החיים

חוקרים באוניברסיטת תל אביב פיתחו טכנולוגיה חדשה שתאפשר, לראשונה בעולם, שליטה באחסון ושחרור מולקולות באמצעות חשיפה לאור – קרינת UV. החוקרים מסבירים כי אחסון מולקולות נחשב לאתגר משמעותי בתעשייה ובעולם המדעי: היכולת לשמור אותן מבודדות זוהי משימה לא פשוטה, שכן המולקולות נוטות להתפרק ולהגיב עם חומרים אחרים.

 

הטכנולוגיה החדישה עשויה להביא לפתרון הבעיה, על ידי כך שהיא תאפשר אחסון מולקולות רבות בתא אחסון יחיד. החוקרים מעריכים שהפיתוח יקדם בניית מערכות לאחסון ביו-מולקולות ותרופות, ושחרור יעיל ומבוקר שלהן בעת הצורך על ידי גירוי חיצוני, באמצעות אור.

 

המחקר נערך בהובלת הדוקטורנט איתי קציר ובהנחייתה של ד"ר אילה למפל מבית הספר שמוניס למחקר ביו־רפואי וחקר הסרטן בפקולטה למדעי החיים של אוניברסיטת תל אביב. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי "Advanced Materials".

 

חיקוי התפקוד של וירוס החצבת

החוקרים מסבירים כי המערכת החדשה פותחה בהשראת מערכת ההדבקה של וירוס החצבת. כשווירוס זה מדביק תא אדם, הוא יוצר "אורגנלה" (אברון) המתפקד כמפעל לייצור וירוסים, ולכן נקרא Viral factory. לאחרונה, מספר מחקרים הראו שמפעלי וירוסים אלו הינם מבנים נוזליים שנוצרים בתהליך של הפרדת פאזות בתוך התא.

 

בהשראת החלבון הוויראלי האחראי על יצירת המפעלים הללו, צוות המחקר ייצר פפטיד (חלבון קצר) המחקה את התפקוד של חלבון החצבת, ומטרתו היא יצירה מבנים דמויי viral factories לאחסון וכליאה של ביו-מולקולות. בנוסף, לאחר יצירת הטכנולוגיה החדשה, החוקרים הכניסו עוד אלמנט ייחודי שיאפשר לשלוט בתהליך האחסון והשחרור של מולקולות באמצעות הקרנת אור על המבנה.

 

שחרור מבוקר עם חשיפה לאור

ד"ר למפל: "המטרה שלנו הייתה להנדס קומפלקס של פפטיד משולב עם RNA שיאפשר אחסון של מולקולות במבנים נוזליים (טיפות נוזל), השומרים על הדינמיות והמבנים המיוחדים של מולקולות ביולוגיות וכימיות שונות. הפפטיד וה-RNA יוצרים יחד מבנים של טיפות נוזלים, שדומים ל-viral factories. בהמשך הוספנו לפפטיד קבוצת הגנה שמשתחררת באמצעות חשיפה לקרינת UV. למבנים עם קבוצת ההגנה יש יכולת טובה יותר לאחסן מולקולות בתוכן לעומת מבנים ללא קבוצת ההגנה. לכן, על ידי חשיפה של המערכת לקרינת אור בתחום ה-UV ושחרור קבוצת ההגנה, ניתן לשלוט בשחרור המולקולות המאוחסנות, וכך יצרנו מערכת שמאפשרת שחרור מבוקר תלוי-גירוי".

 

"דבר נוסף שמיוחד במערכת שלנו הוא היכולת להכניס מולקולות רבות לתא אחסון אחד, מה שלא מתאפשר כיום בטכנולוגיות הקיימות. זוהי טכנולוגיה עם פוטנציאל רב ביישומיים ביו-רפואיים לרבות הובלה, אחסון ושחרור מבוקר ואיטי של תרופות, חיסונים או ביו-מולקולות תרפויטיות אחרות," מסכמת ד"ר למפל.

מחקר

22.11.2022
להחליק את זה: שלבים אטומיים בסולם החשמלי הדק בטבע

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

  • מדעים מדויקים

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

 

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

 

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

 

החלקטרוניקה

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

 

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

 

גביש בעובי שני אטומים בלבד

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

 

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

 

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

 

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

מחקר

17.11.2022
המתכון הקדום בעולם לדג על האש

שרידי דגי ענק שנחשפו באתר הארכיאולוגי של גשר בנות יעקב, מצביעים על כך שהאדם הקדמון שלט באש כבר לפני 780,000 שנים לצורך בישול מכוון, והבין את התועלת התזונתית הגבוהה בבישול דגים טרם אכילתם

  • סביבה וטבע
  • מוזיאון הטבע

תגלית מדעית של אוניברסיטת תל אביב והאוניברסיטאות העברית ובר אילן, בשיתוף עם מוזאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, מכללת אורנים והמכון לחקר ימים ואגמים: שרידי דגי ענק  ממשפחת הקרפיוניים באורך של מעל 2 מטר, שנחשפו באתר הארכיאולוגי של גשר בנות יעקב, מצביעים על כך שהדגים בושלו על ידי האדם הפרהיסטורי, לפני כ-780,000 שנים. החוקרים מסבירים כי בישול מוגדר כיכולת לעבד מזון באמצעות שליטה על טמפרטורת החימום וכולל מגוון רחב של שיטות. עד כה העדויות הקדומות ביותר לשימוש באש לצורך בישול בתקופות היו לפני 170,000 שנה. השאלה מתי החל האדם הקדמון להשתמש באש לבישול מזון נתונה בוויכוח מדעי זה למעלה מ-100 שנה, וכעת הממצאים החדשים שופכים אור חדש בדרך לפתרון התעלומה.

 

שפע דגים ומהפיכה במטבח

המחקר נערך בהובלה משותפת של צוות חוקרים: ד"ר עירית זהר, חוקרת במוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, ואוצרת אוספי הטבע של בית מרגולין שבמכללת אורנים, פרופ' נעמה גורן-ענבר מהאוניברסיטה העברית, שניהלה את אתר החפירות, ד"ר מריון פרווסט מהמכון לארכיאולוגיה באוניברסיטה העברית, פרופ' ישראל הרשקוביץ, מהפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר, פרופ' נירה אלפרסון אפיל מהמחלקה ללימודי א״י וארכיאולוגיה באוניברסיטת בר אילן, ד"ר יאן נאיורקה, ממוזיאון הטבע בלונדון (אנגליה), ד"ר גיא סיסמה-ונטורה מהמרכז לחקר ימים ואגמים ופרופ' תומאס תוטקאן מהאוניברסיטה של מיינץ, גרמניה. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Nature Ecology and Evolution.

 

במסגרת המחקר, החוקרים התמקדו בשיני לוע (המשמשות לגריסת מזון קשה כמו קונכיות), של דגים ממשפחת הקרפיוניים. שיניים אלו נמצאו בכמות גדולה בשכבות השונות באתר. באמצעות שיטות מחקר מגוונות ומתקדמות, בעיקר לימוד מבנה הגבישים הבונים את אמאייל השן (שממדיהם משתנים בעקבות חשיפה לחום), הצליחו החוקרים להוכיח שהדגים שנתפסו באגם החולה הקדמון, הסמוך לאתר, נחשפו לטמפרטורות המתאימות לבישול ולא נשרפו באופן מכוון או ספונטני. עד היום, העדויות לשימוש באש לצרכי בישול מגיעות מאתרים ארכיאולוגים שמאוחרים לגשר בנות יעקב ביותר מחצי מיליון שנה וקשורים בהופעת המין שלנו, ההומו ספיינס.

 

דוגמא לגולגולת של קרפיון מודרני מהאוסף של מוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט

 

"מחקר זה מוכיח לראשונה את חשיבותם הגדולה של הדגים לתזונת האדם הקדמון, ליציבות הכלכלית שלו ולאבולוציה האנושית. לימוד שרידי הדגים מגשר בנות יעקב אפשר, לראשונה, לשחזר את חברת הדגים שאכלסה את אגם החולה הקדום, ולהראות שבעבר התקיימו באגם מינים של דגים אשר נכחדו במהלך השנים", אומרות ד"ר זהר וד"ר מריון פרווסט ומוסיפות "מינים אלו כללו דגי בינית (קרפיון), שהגיעו לממדי ענק (מעל 2 מטר אורך). הכמות הגדולה של שרידים המזוהים כבינית ענק מעידים על ניצולם האינטנסיבי על ידי הקדמונים, אשר פיתחו שיטת בישול מיוחדת. לא רק שהממצאים החדשים ממחישים את חשיבות מקווי המים המתוקים והדגים שבהם לכלכלת האדם הפרהיסטורי, הם גם מראים שהאדם הקדמון שלט באש לצורך בישול מכוון והבין את התועלת התזונתית הגבוה בבישול דגים טרם אכילתם״.

 

"העובדה שבישול הדגים מופיע באופן מתמשך, לאורך רצף יישובי ארוך, מעידה על מסורת מתמשכת של בישול מזון. מיומנות זו מצטרפת לשלל תגליות שמתייחסות ליכולות הקוגניטיביות הגבוהות של הציידים הלקטים האשליים, שפעלו בעמק החולה הקדום", מסבירה פרופ' גורן-ענבר. לדבריה, לחבורות אלה הייתה היכרות מעמיקה עם הסביבה והמשאבים השונים שאותם היא מספקת, וידע נרחב על מחזור החיים של מיני צמחים ובעלי חיים. המיומנות הנדרשת לבישול המזון הייתה עליית מדרגה אבולוציונית משום שסיפקה אמצעי נוסף לניצול משאבי המזון באופן מיטבי. "לא מן הנמנע שבישול המזון לא היה מוגבל לדגים וכלל גם בישול של מיני בעלי חיים שונים וצמחים", היא מוסיפה.

 

קפיצת מדרגה אבולוציונית

פרופ' הרשקוביץ וד"ר זהר מציינים כי למעבר מאכילת מזון נא לאכילת מזון מבושל ישנן השלכות דרמטיות על ההתפתחות וההתנהגות האנושית. אכילת מזון מבושל מפחיתה את ההשקעה הגופנית בפירוק ועיכול המזון ובכך מאפשרת למערכות אחרות להתפתח, תהליך אשר הוביל גם לשינוי במבנה מערכת הלעיסה והגולגולת. שינוי אנרגטי זה שחרר את האדם מן העיסוק האינטנסיבי בחיפוש ובפירוק המזון הנא ויצר זמן פנוי בו יכלו להתפתח מערכות חברתיות והתנהגותיות חדשות.

 

יש כאלה שרואים באכילת דגים קפיצת מדרגה באבולוציה הקוגניטיבית של האדם, זרז מרכזי להתפתחות המח האנושי וטוענים, שאכילת דגים הפכה אותנו לבני אנוש. אין ספק שרכיבים המצויים בבשר הדג, כמו חומצת שומן אומגה 3 , זינק, יוד ועוד מסייעים בהתפתחות המח.

 

מקימים בית איפה שיש מזון

החוקרים סבורים שמקווי המים המתוקים, חלקם באזורים שהתייבשו מזמן והפכו למדבר צחיח, מתווים את מסלול נדידתו של האדם מאפריקה לאזורינו ומעבר. לא רק שהם מספקים מים לשתייה ומושכים אליהם בעלי חיים, תפיסת דגים במים רדודים היא יחסית משימה פשוטה ולא מסוכנת, שהתועלת התזונתית בה רבה מאד. לטעמם, ניצול דגים ממקווי מים מתוקים היה הצעד הראשון ליציאה מאפריקה. האדם החל לאכול דגים כבר לפני 2 מיליון שנה לערך, אבל בישול דגים, כמו שהודגם במחקר זה, הוא מהפיכה של ממש במטבח האשלי ונדבך חשוב בהבנת הקשר בין אדם, סביבה, אקלים, תפוצה והגירה בשחזור ההיסטוריה האנושית הקדומה.

 

פרופ' נעמה גורן-ענבר מוסיפה שהאתר הארכיאולוגי של גשר בנות יעקב מתעד רצף של התיישבויות חוזרות ונשנות, במשך עשרות אלפי שנים, של חבורות ציידים לקטים בשולי אגם החולה הקדום. "חבורות אלו ניצלו למחייתם את עושר המשאבים שסיפק עמק החולה הקדום והותירו אחריהן רצף יישובי ארוך עם למעלה מעשרים שכבות יישוב. החפירות באתר חשפו את תרבותם החומרית של ההומינידים הקדומים שכללו, בן השאר, כלי צור, בזלת וגיר ואת מקורות המזון שלהם שהתאפיינו במגוון עשיר של מיני צומח שמקורם באגם ובשוליו (הכוללים בין היתר פירות, אגוזים וזרעים), ומינים רבים של יונקים יבשתיים, בינוניים וגדולים (כולל פילים)״.

 

גשר בנות יעקב כאתר מרכזי במסלול הנדידה של ההומו ארקטוס 

 

שיחקו באש

יצוין כי עדויות לשימוש באש באתר, שנחשבות לקדומות ביותר באירואסיה, זוהו לראשונה על ידי פרופ' נירה אלפרסון-אפיל מאוניברסיטת בר-אילן. "השימוש באש הוא התנהגות אשר מאפיינת את כל הרצף היישובי באתר", מספרת פרופ' אלפרסון  "דבר שהשפיע על הארגון המרחבי של האתר והפעילויות שבו שהתרכזו סביב מוקדי האש״. מחקרה של פרופ' אלפרסון על האש באתר היה פורץ דרך לתקופתו משום שהראה שהשימוש באש התחיל מאות אלפי שנים קודם ממה שהיה מקובל לחשוב עד אז.

 

ד"ר יאן נאיורקה, ממוזיאון הטבע בלונדון (אנגליה), מבהיר שבמחקר זה: ״השתמשנו בשיטות גיאוכימיות כדי לזהות שינויים בגודל הגבישים של אמאייל השן, כתוצאה מחשיפה לטמפרטורות שונות של בישול. בעוד שבשריפה קל לזהות את השינוי הדרמאטי בגודל הגבישים של האמאייל, זיהוי של השינוי הנובע מבישול בטווח טמפרטורות שבין 200 ל- 500 מעלות, הינו קשה יותר. הניסויים שערכתי עם ד״ר זהר אפשרו לנו לזהות את השינוי הנגרם עקב בישול בטמפרטורה נמוכה. איננו יודעים כיצד הדגים בושלו, אך מהעדר עדות לחשיפה לחום גבוה ברור לנו שלא בושלו ישירות על האש וגם לא נזרקו אליה כזבל או כחומר בערה״. 

 

דר' גיא סיסמה-ונטורה מהמרכז לחקר ימים ואגמים ופרופ' תומאס תוטקאן, מהאוניברסיטה של מיינץ, גרמניה, היו שותפים במחקר ועסקו בניתוח ההרכב האיזוטופי של חמצן ופחמן באמאייל שיני הדגים. לפי דר׳ סיסמה-ונטורה ופרופ׳ תוטקאן ״מחקר האיזוטופים הינו פורץ דרך מאחר שהוא אפשר לנו לשחזר את התנאים ההידרולוגים באגם הקדום לאורך השנה ובעקבות כך לקבוע, שהדגים לא היו משאב כלכלי עונתי אלא שהם נתפסו ונאכלו במשך כל השנה. הדגים היוו משאב תזונתי קבוע וחשוב שהקטין את הצורך בנדידות עונתיות״.

 

שיתוף פעולה חוצה גבולות. מימין לשמאל: פרופ' ישראל הרשקוביץ, פרופ' נירה אלפרסון-אפיל, ד"ר גיא סיסמה-ונטורה, פרופ' נעמה גורן-ענבר, ד"ר מריון פרווסט וד"ר עירית זהר

פרופ' נועה שנקר בצלילה (צילום: הדס ציון)

מחקר

16.11.2022
תוספים כימיקליים של פלסטיק מזהמים את האלמוגים ופוגעים בהתפתחותם

את הכימיקלים המזיקים ניתן למצוא במגוון רחב של מוצרי צריכה כגון אריזות מזון, צעצועים, מכשור רפואי, דבקים ועוד

  • סביבה וטבע
  • מוזיאון הטבע

מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב והמכון הבינאוניברסיטאי למדעי הים באילת בדק את השפעתם של תוספי פלסטיק על תהליך הרבייה וההתפתחות של פגיות אלמוגים ובעלי חיים נפוצים בשונית האלמוגים באילת. תוספי הפלסטיק הינם כימיקלים שמוסיפים למוצרי פלסטיק, כבר בשלבי הייצור, ורבים מהם ידועים כמשבשים הורמונליים. מהמחקר עולה שהכימיקליים מזהמים את הים ועלולים לפגוע במבנה האוכלוסייה ובמגוון הביולוגי בשונית האלמוגים.

 

המחקר נערך בהובלת החוקרות גל ורד מהמכון הבינאוניברסיטאי למדעי הים באילת ואוניברסיטת תל אביב ופרופ' נועה שנקר מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Environmental Pollution .  

 

במסגרת המחקר, החוקרות התמקדו בארבעה סוגי אורגניזמים: אלמוג אבן, אלמוג רך, אמוג אש ואיצטלנים. אורגניזמים אלו ממלאים תפקיד חשוב באקולוגיה של שוניות אלמוגים טרופיות, ופגיעה ברבייה ובהתפתחות שלהם עלולה להשליך על מבנה חברת השונית.

 

בנוסף, החוקרות בחנו ארבעה תוספים כימיים הנמצאים בשימוש נרחב במוצרי פלסטיק ושנמצאו במי ים באזורים טרופיים המאכלסים שוניות אלמוגים: שני כימיקלים מסוג פתאלאטים, המשמשים לריכוך והעלאת הגמישות בסוגי פלסטיק שונים וניתן למצוא אותם במגוון רחב של מוצרי צריכה כגון אריזות מזון, צעצועים, מכשור רפואי, דבקים ועוד. בנוסף נבחן כימיקל מקבוצת הנונילפנולים המשמש כמייצב באריזות פלסטיק וכתוסף בחומרי ניקוי, וכן החומר ביספנול A, הנפוץ בפלסטיק מסוג פוליקרבונט ואשר משמש לאריזות מזון ואריזות משקה, בקבוקי תינוקות, קופסאות ועוד. איגוד הכימיקלים האירופאי סיווג את הביספנול A כחומר העלול לגרום לפגיעה בפוריות האדם מתוך עדויות בחיות מעבדה.

 

כרוניקה של זיהום: מהמפעל אל הצרכן ועד לים

גל ורד מסבירה: "תוספי פלסטיק הם תוספים כימיים המשולבים במוצרי פלסטיק בתהליך הייצור. החומרים הללו מגיעים לסביבות ימיות בתיווך פסולת פלסטיק ושפכים, חלקם ידועים כמפעילים או מדכאים של תהליכים הורמונליים ובכך יכולים לשבש מערכות ביולוגיות. עם זאת, ההשפעות שלהם על אורגניזמים בשוניות אלמוגים כמעט ולא נחקרו בעבר. מבנה האוכלוסייה בשונית האלמוגים תלוי בהצלחת הרבייה, ההתפתחות וההתיישבות של האלמוגים ובעלי החיים המרכיבים אותה. הפרעה למערכות הורמונליות עלולה להשפיע על סיכויי ההצלחה של תהליכים אלה, והשפעה בצורה לא אחידה על מינים שונים עלולה להוביל לשינוי במבנה החברה ולפגיעה במערכת כולה."

 

החוקרות ערכו סדרה של ניסויי חשיפה שבהם נבדקו השפעותיהם של תוספי הפלסטיק בריכוז סביבתי עבור מי ים, ובריכוז מעבדה גבוה יותר. הפרמטרים שנמדדו היו הפריה, התפתחות הפגית (דרגת התפתחות צעירה), שרידות הפגית, והתיישבות הפגית והפיכתה לפרט ישיב. 

 

הריכוז הסביבתי של נונילפנול נמצא כמעכב את התיישבות הפגיות של האלמוג הרך הנחקר, ואותו החומר, בריכוז גבוה, פגע בהפריה, בהתפתחות ובהתיישבות בכל החיות שנבחנו. בנוסף, אחד מהכימיקלים מסוג פתאלאטים בריכוז גבוה, פגע אך ורק בהצלחת ההתיישבות של פגיות של אלמוג האבן הנבחן ולא בחיות האחרות. ממצא זה מחזק מחקרים נוספים בתחום המראים כי זיהום פלסטיק משפיע באופן סלקטיבי על בעלי חיים ממינים שונים.

 

פרופ' שנקר: "הממצאים שלנו מדגימים את ההשפעות השליליות והסלקטיביות של תוספי פלסטיק על התפתחות ורבייה של אורגניזמים המאכלסים שוניות אלמוגים; הריכוזים הרלוונטיים לסביבה המשמשים בניסויים שלנו התבססו על רמות מדווחות במי ים. עם זאת, מדידות אלה אינן משקפות את הריכוזים קיימים בתוך הרקמות והמערכות של האורגניזם החי. על מנת להבין טוב יותר את ההשפעה של מזהמים אלו על מערכת אקולוגית המצויות תחת איום תמידי, אנו מציעות לבדוק את הריכוזים בפועל בתוך רקמות האורגניזמים, כדי לייצר הערכות סיכונים רלוונטיות עבור מיני אלמוגים המדגירים את הפגיות בתוך רקמתן."

 

צרכנות נבונה וניהול פסולת תקין

גל ורד: "שוניות האלמוגים צריכות להתמודד עם איומים רבים, כמו העלייה בטמפרטורות האוקיינוסים, עלייה בחומציות האוקיינוסים, זיהום אור והעשרת חומרים מזינים. רוב שוניות האלמוגים בעולם נמצאות במדינות מתפתחות, שבהן אוכלוסיית האדם מתרחבת במהירות ובהן ניהול לקוי של פסולת ושפכים. פעולות למיגור פסולת הפלסטיק מהסביבה כוללות ניהול פסולת תקין הכולל פתרונות מקומיים והפחתה בשינוע הפסולת ממקום למקום, ובחירה של כל אחת ואחד מאתנו בצרכנות נבונה ומידתית של מוצרים רב פעמיים המיוצרים תחת בקרה של תוספים כימיים".

 

"אנחנו מדגישות את החשיבות של ניהול פסולת תקין שיפחית את הגעת החומרים הללו לסביבה הימית, ואת הצורך בשיטות למדידת ריכוז הכימיקלים בתוך גופם של בעלי החיים על מנת להעריך את הסיכון האפשרי לתהליכי רבייה והתפתחות," מסכמות החוקרות.

מחקר

14.11.2022
באמצעות תרופות פשוטות להורדת לחץ ניתן לצמצם גרורות חוזרות בסרטן המעי הגס

טיפול תרופתי למניעת חרדה, תגובות לחץ ודלקות הפחית בעשרות אחוזים את הסיכון להתפתחות גרורות לאחר הניתוח להסרת גידול במעי הגס

  • חברה
  • רפואה ומדעי החיים

למרות שניתוח להסרת הגידול הראשוני הינו עמוד התווך במכלול הטיפולים בסרטן, הסיכון להופעת גרורות לאחר הסרת הגידול מוערך בכ-35% בקרב חולי סרטן המעי הגס.

 

"הלחץ בתקופת ההמתנה לניתוח, תגובות הלחץ והדלקת שהגוף מייצר במהלך הניתוח עצמו, ולבסוף החרדה מחזרת הסרטן במהלך ההתאוששות – כל אלו משפיעים לרעה על יכולת הגוף להילחם בתהליכים גרורתיים," מסביר פרופ' שמגר בן-אליהו מביה"ס סגול וביה"ס למדעי הפסיכולוגיה. "כשהגוף נמצא במצב של ניתוח ולחץ, פיזיולוגי או פסיכולוגי, הורמונים ממשפחות הפרוסטגלנדינים והקטכולאמינים מופרשים בכמויות גדולות. הורמונים אלה מדכאים את פעילות תאי המערכת החיסונית ובכך מעודדים בעקיפין התפתחות של גרורות. בנוסף, הורמונים אלו מסייעים במישרין לתאים הסרטניים שנשארים בגוף גם לאחר הניתוח: בשל החשיפה להורמונים אלו, הרקמות הסרטניות הופכות להיות אגרסיביות וגרורתיות יותר. החדשות הטובות הן שאנחנו יודעים כיצד לטפל, הן בלחץ והן בדלקת, באמצעות תרופות מדף קיימות".

 

כעת, מחקר קליני ראשון מסוגו שנערך בקרב 34 חולי סרטן המעי הגס שנותחו במרכז הרפואי שיבא תל השומר, הראה כי טיפול תרופתי פשוט ובטוח שפותח באוניברסיטת תל אביב הפחית את הסיכון להתפשטות של גרורות סרטניות לאחר הניתוח להסרת הגידול הראשוני – כך עולה ממחקר קליניאת המחקר הובילו פרופ' בן-אליהו ופרופ' עודד זמורה מפקולטה לרפואה וביה"ח מרכז רפואי שמיר (אסף הרופא). המחקר פורסם בכתב העת European Journal of Surgical Oncology. במקביל, סקירה כללית של התיאוריה והעקרונות שבבסיס המחקר התפרסמה ב-Nature Review Cancer.

 

תוצאות מובהקות ומעודדות במיוחד

החוקרים מאוניברסיטת תל אביב נתנו ל-34 חולי סרטן המעי הגס שתי תרופות בטוחות שקיימות בכל בית מרקחת: פרופרנולול (דרלין), תרופה להורדת לחץ דם ולהפחתת חרדה, ואטודולק (אתופן), המשמשת למניעת כאבים ודלקות. 16 מהחולים נטלו את התרופות במשך 20 יום – החל מחמישה ימים לפני ועד שבועיים אחרי הניתוח במרכז הרפואי שיבא. 18 החולים הנוספים קיבלו תרופות פלסבו כקבוצת הביקורת. חמש שנים אחר כך, ל-9 מתוך 18 החולים שקיבלו את הפלסבו (50%) התפתחו גרורות סרטניות, לעומת 2 חולים מתוך 16 שנטלו את הדרלין והאתופן (12.5%).

 

פרופ' בן-אליהו מוסיף: "חמש שנים אחרי הניתוח, המובהקות הסטטיסטית ברורה: הטיפול שלנו מקטין את הסיכוי לחזרת הסרטן. מדובר בטיפול תרופתי קצר, זול וללא תופעות לוואי משמעותיות. בכוונה חיפשנו אחר התרופות הבטוחות והזולות ביותר שיצליחו להוריד את תגובת הסטרס-דלקת של הגוף לניתוח, וכך להציל חיים. זה נשמע too good to be true, אבל תוצאות דומות התקבלו במחקר שערכנו ב-2017 עם חולות סרטן השד. בשל מספר הנבדקים הקטן בשני המחקרים, אי אפשר להעריך היטב את גודל ההשפעה המיטיבה, אך ברור סטטיסטית כי היא לא מקרית".

 

הצלת חיים ללא רווח כלכלי

לדברי פרופ' בן-אליהו, חלק מהממסד הרפואי מתייחס בחוסר אמון להשפעות של תגובות לחץ-דלקת, ובפרט לאלו הנובעות מגורמים פסיכולוגיים, כמו ההמתנה לניתוח או הפחד מהתפשטות המחלה. בעיה אחרת נוגעת למימון המחקרים הקליניים.

 

"צריך להבין שלחברות התרופות אין תמריץ כלכלי לתמוך במחקרים כאלה. התרופות שלנו הן תרופות בלי פטנט, הן בטוחות, הן זולות והן ניתנות בטיפול קצר של כמה ימים. חברות התרופות מחפשות פטנטים על תרופות יקרות, ומעדיפות שהחולה יהיה תלוי בתרופה למשך שארית חייו. ואילו קרנות המדע הגדולות בישראל אינן מממנות מחקרים קליניים בתרופות, מתוך הנחה שחברות התרופות יממנו אותן. אנחנו באים להציל חיים ללא רווח כלכלי. אני מקווה שיימצא המימון למחקר קליני רחב היקף אותו התחלנו בימים אלו בכוונה לגייס מאות חולי סרטן המעי בישראל, כי בלי מחקר כזה – לא נצליח לשכנע את הממסד הרפואי ביעילות הטיפול".

מחקר

10.11.2022
עצם העניין: שחזור עצמות לסת באמצעות הידרו-ג'ל חדשני

חוקרים הצליחו לשחזר עצמות בלסת באמצעות ג'ל ייחודי שמחקה את הסביבה הטבעית של העצם

  • רפואה ומדעי החיים

כשאנחנו סובלים מפגם קטן בעצם, למשל במקרה של שבר, הגוף שלנו יודע לחדש את העצם. הבעיה מתחילה בפגמים גדולים. אצל חולים רבים שעברו הסרה של גידול סרטני, טראומה משמעותית, עקירות שיניים או שסובלים ממחלות חניכיים ודלקות סביב שתלים דנטליים, העצם איננה מסוגלת להתחדש באופן טבעי. טכנולוגיה חדישה שפותחה באוניברסיטת תל אביב תאפשר שחזור בעקבות חסר בעצם, באמצעות הידרוג'ל מיוחד שמעודד התחדשות של הרקמה. לפיתוח החדש יישומים קליניים מעשיים בתחום האורטופדיה ורפואת השיניים. הטכנולוגיה צפויה לעבור לניסויים קליניים בבני אדם.

 

שחזור מלא של עצמות באופן טבעי ובטוח

המחקר פורץ הדרך כלל צוות מומחים מבית הספר לרפואת שיניים ע"ש מוריס וגבריאלה גולדשלגר בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר, בהובלת פרופ' ליהי אדלר-אברמוביץ וד"ר מיכל הלפרין-שטרנפלד, ובשיתוף עם פרופ' יצחק בינדרמן, ד"ר רחלי שריג וד"ר מורן אביב. כמו כן השתתפו במחקר חוקרים מאוניברסיטת אן ארבור שבמישיגן. המחקר פורסם בכתב העת Journal of Clinical Periodontology.

 

החוקרים מסבירים כי המטריקס החוץ-תאי הוא החומר שמקיף את התאים שלנו ומספק להם תמיכה מבנית. לכל רקמה בגוף שלנו יש מטריקס חוץ-תאי המורכב מחומרים אחרים ומתכונות מכניות שונות, וכך גם לעצמות. "אנחנו פיתחנו הידרוג'ל סינתטי, שמחקה את החומרים הטבעיים במטריקס החוץ-תאי של עצמות באופן כזה שמעודד את צמיחתה ומצליח למעשה לשפעל את המערכת החיסונית כך שתעודד את תהליך הריפוי", מסבירה פרופ' אדלר-אברמוביץ ומוסיפה "מן הסתם, המטריקס החוץ-תאי בעצם מקשיח אותה מאוד. את הג'ל יצרנו כך שיחקה את המטריקס הספציפי הזה, הן כימית והן פיזיקלית. ברמה הננו-מטרית, הג'ל מאפשר לתאים להיצמד, להיתמך ולקבל את כל האותות המכניים מהסיבים".

 

תחילה גידלו החוקרים תאים בתלת-ממד כדי לבחון את תכונות הג'ל. בשלב שני, הם בדקו את השפעת הג'ל על חיות מודל שסבלו מפגם גדול, שלא הייתה אפשרות שיחלים באופן טבעי. "במשך חודשיים עקבנו אחר חיות המודל, בין היתר באמצעות Micro C.T., ולשמחתנו ראינו שחזור מלא של העצמות: סגירה של הפגם ושחזור עובי העצם המקורית עם יצירת כלי דם חדשים" מסבירה פרופ' אדלר-אברמוביץ.

 

לדבריה, "הטיפול הסטנדרטי כאשר אנחנו מאבדים שיניים בשל הרס נרחב או זיהום חיידקי, הוא השתלת שתלים דנטליים. הבעיה היא שצריך מספיק עצם כדי לעגן את השתל. אם אין מספיק עצם, בקליניקה מקובל לקחת עצם מאזור בריא בגוף ולהשתיל באזור שצריך לחדש, וזאת כמובן פרוצדורה רפואית מורכבת וממושכת. האלטרנטיבה היא תחליפי עצם ממקור אדם אחר או בעלי חיים, שעלולים לגרום לתגובה חיסונית נגדית. בעתיד, אני מקווה שההידרוג'ל שפיתחנו יאפשר החלמה מהירה, בטוחה ופשוטה יותר של העצם".

מחקר

09.11.2022
פיתוח חדש עשוי לייעל מאוד את הטיפול בכימותרפיה ולמנוע התפתחות גרורות סרטניות

החוקרים הצליחו להפחית את הסיכון להתפתחות גרורות סרטניות בעקבות הטיפול מ-52% ל-6% בלבד בחיות מודל

  • רפואה ומדעי החיים

פיתוח חדש של אוניברסיטת תל אביב עשוי לייעל מאוד את הטיפול הכימותרפי בקרב חולות סרטן השד, ולהפחית את הסיכון להתפתחות גרורות סרטניות בעקבות הטיפול מ-52% ל-6% בלבד. במסגרת המחקר, שנערך על חיות מודל, החוקרים זיהו את המנגנון שמייצר את הסביבה הדלקתית באזור בגוף שטופל על ידי כימותרפיה, ומצאו כי על ידי שילוב גורם מדכא-דלקת בכימותרפיה ניתן למנוע את הגרורות.

 

המחקר נערך בהובלת פרופ' נטע ארז מהמחלקה לפתולוגיה בבית הספר לרפואה וחברי צוות המעבדה: לאה מונטרן, ד"ר נור ארשייד, יעל זית, ויעלה שרף, וכן בשיתוף פרופ׳ איריס ברשק מהמרכז הרפואי שיבא, וד"ר אמיר זוננבליק מהמרכז הרפואי תל אביב (איכילוב). המאמר פורסם בכתב העת היוקרתי Nature Communications, ומומן על ידי הקהילה האירופית (ERC), האגודה למלחמה בסרטן וקרן אמרסון לחקר הסרטן.

 

"במקרים רבים של סרטן השד, הגידול מוסר בניתוח, ואחר כך ניתנת לחולה סדרה של טיפולי כימותרפיה, במטרה לחסל שרידי סרטן שהמנתח לא הצליח להסיר או שכבר התפזרו בגוף," מסבירה פרופ' ארז. "הכימותרפיה אמנם הורגת תאים סרטניים, אך לא פעם יש לה גם תופעות לוואי בלתי רצויות. אחת החמורות שבהן היא יצירת נזק ברקמות הבריאות, ודלקת אשר באופן פרדוקסלי עלולה לסייע לתאים סרטניים שנותרו לפתח גרורות באיברים אחרים בגוף. אנחנו ביקשנו לבחון איך זה קורה, ולנסות למצוא פתרון לתופעה הקטלנית."

 

במסגרת המחקר יצרו החוקרים מודל של חיות עם סרטן השד, שעברו מסלול דומה לזה של נשים חולות: הסרת הגידול הראשוני בניתוח, ואחר כך כימותרפיה ומעקב כדי לזהות בהקדם הישנות גרורתית של המחלה. החוקרים עקבו אחר מצבן של החיות, והממצאים היו מדאיגים: אצל חלק ניכר מהן התפתחו גרורות בריאות – בשיעור דומה להתפתחות גרורות בקבוצת הבקרה.

 

התוצאה ההפוכה של הכימותרפיה

כעת ביקשו החוקרים לעקוב אחר תהליך התפתחות הגרורות. לשם כך הם בחנו את מצב הריאות של חיות המודל בשלב ביניים – כאשר ייתכן שכבר נוצרו בהן מיקרו-גרורות נסתרות, אך לא ניתן לזהותן אפילו באמצעי דימות מתקדמים כמו CT. "בבני אדם התקופה הזאת שבין הטיפול הכימותרפי לבין הופעת גרורות הניתנות לאיתור היא מעין 'קופסה שחורה'," אומרת פרופ' ארז. "בחיות המעבדה יכולנו לבדוק מה באמת קורה שם, ומצאנו מנגנון משמעותי שלא היה ידוע עד עתה: הטיפול הכימותרפי עורר תגובה דלקתית בפיברובלסטים, שהם תאי רקמת החיבור של הריאות, והתאים הללו זימנו למקום תאי חיסון ממח העצם. כך נוצרה באזור סביבה דלקתית שדווקא תומכת בהתפתחותן של המיקרו-גרורות, והן הפכו לגרורות סרטניות של ממש. בשורה התחתונה: הכימותרפיה, שנועדה להילחם בסרטן, השיגה דווקא תוצאה הפוכה."

 

החוקרים זיהו את המנגנון שבאמצעותו גייסו הפיברובלסטים את תאי מערכת החיסון ואז ״חינכו״ אותם לסייע לגידול. "גילינו שבתגובה לטיפול הכימותרפי הפיברובלסטים הפרישו חלבונים שנקראים 'חלבוני המשלים'. מדובר בחלבונים שמתווכים ומגבירים דלקות, בין השאר על ידי גיוס תאי דם לבנים של מערכת החיסון אל אזורים בהם יש זיהום או נזק רקמתי (תהליך שמכונה כימוטקסיס). כשתאי מערכת החיסון הגיעו לריאות הם יצרו סביבה דלקתית שתומכת בתאים הסרטניים ומסייעת להם להתפתח."

 

הוספת גורם מעכב דלקת לטיפול הכימותרפי

כאמצעי נגד, החליטו החוקרים לשלב עם הטיפול הכימותראפי גם תרופה שמעכבת את פעילות חלבוני המשלים, במטרה למנוע את ההשפעה הבלתי רצויה של הטיפול. התוצאות היו מעודדות ביותר: שיעור חיות המודל שכלל לא פיתחו גרורות לאחר הטיפול עלה מ-32% ל-67%; ושיעורן של אלה שפיתחו גרורות במוקדים רבים בריאותיהן ירד מ-52% בכימותרפיה רגילה, ל-6% בכימותרפיה בתוספת מעכב הדלקת.

 

"במחקר שלנו הצלחנו לגלות את המנגנון העומד מאחורי בעיה חמורה בטיפול בחולות סרטן השד: חלק ניכר מהן מפתחות גרורות גם לאחר שהגידול הראשוני הוסר וניתן להן טיפול כימותרפי. זיהינו מנגנון דלקתי שבאמצעותו הכימותרפיה דווקא מסייעת להתפתחות הגרורות, ואף מצאנו פתרון: הוספת גורם מעכב דלקת לטיפול הכימותרפי. אנחנו מקווים שבעתיד הממצאים שלנו יגיעו לקליניקה ויאפשרו לרופאים להעניק טיפול יעיל יותר לסרטן השד, ואולי אף לסוגי סרטן אחרים – טיפול שימנע את הישנות המחלה ויציל את חייהם של חולים רבים בכל העולם," מסכמת פרופ' ארז.

מחקר

26.10.2022
חושפים את האמיתות שמאחורי הסיפורים המקראיים

לראשונה בעולם: חוקרים הצליחו לשחזר את השדה המגנטי של כדור הארץ כפי שהוקלט ב-21 שכבות חורבן בארץ – ופיתחו על בסיס המידע כלי מדעי חדש ומהימן לתיארוך ארכיאולוגי של ממצאים מתקופת התנ"ך

  • רוח

פריצת דרך מדעית: מחקר משותף של האוניברסיטאות תל אביב והעברית בהשתתפות 20 חוקרים מהארץ ומהעולם הצליח לתארך 21 שכבות חורבן ב-17 אתרים ארכיאולוגיים במדינת ישראל, בעזרת מדידה של הכיוון והעוצמה של השדה המגנטי של כדור הארץ, כפי שאלה "הוקלטו" בזמן שריפת האתרים, ולאמת את הסיפורים המקראיים על מסעות הכיבוש המצריים, הארמיים, האשוריים והבבליים כנגד ממלכות יהודה וישראל.

 

ממצאי המחקר מראים, בין היתר, כי צבאו של חזאל, מלך ארם דמשק, החריב בנוסף לגת פלשתים גם את תל רחוב, תל זית וחורבת טבת ושוללים את האפשרות שחזאל החריב גם את תל בית שאן, כפי שחשבו עד כה. זאת ועוד ממצאי המחקר קובעים כי הישובים בנגב הוחרבו על ידי האדומים, שניצלו את העובדה שהבבלים הפילו את ירושלים.  

 

המחקר הבינתחומי ופורץ הדרך פורסם בכתב העת היוקרתי של האקדמיה הלאומית למדעים של ארה"ב (PNAS). המחקר מתבסס על עבודת הדוקטורט של יואב וקנין, בהנחיית פרופ' ארז בן יוסף ופרופ' עודד ליפשיץ מהחוג לארכיאולוגיה באוניברסיטת תל אביב, ופרופ' רון שער מהחוג למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית בירושלים.

 

 

ההיסטוריה חבויה בשדה המגנטי של כדור הארץ

החוקרים מסבירים שכדי להבין את המנגנון שמחולל את השדה המגנטי של כדור הארץ, גיאופיזיקאים מנסים להתחקות אחר השינויים בשדה לאורך ההיסטוריה. לשם כך הם נעזרים גם בממצאים ארכיאולוגיים אשר מכילים מינרליים מגנטיים שיכולים להקליט את השדה כשהם מתחממים, למשל בזמן שריפה. ב-2020 הצליחו החוקרים למדוד כך את השדה כפי שהיה בט' באב 586 לפנה"ס על בסיס מבנה מפואר שהוחרב בשריפה על ידי נבוכדנאצר והצבא הבבלי בירושלים. כעת, הודות לממצאים ארכיאולוגיים שנחשפו בכל רחבי הארץ לאורך עשרות שנות מחקר, ולמידע היסטורי שמתבסס על כתובות עתיקות ועל התיאורים המקראיים, החוקרים הצליחו לשחזר את השדה המגנטי של כדור הארץ כפי שהוקלט ב-21 שכבות חורבן בארץ – ופיתחו על בסיס המידע כלי מדעי חדש ומהימן לתיארוך ארכיאולוגי.

 

יואב וקנין מסביר: "על סמך התאמה או אי התאמה בעוצמת השדה המגנטי ובכיוונו אנחנו יכולים לחזק או לשלול את האפשרות ששני אתרים נשרפו במהלך מסע מלחמה אחד. יתרה מכך, בנינו עקומת שינוי של עוצמת השדה לאורך זמן, עקומה שהיא כלי תיארוך מדעי – בדומה לשיטת התיארוך המבוססת על פחמן 14". כך למשל החוקרים מציינים שהיה ידוע עוד טרם המחקר שבסביבות שנת 830 לפנה"ס החריב צבאו של חזאל, מלך ארם דמשק, את גת פלשתים, אתר המזוהה עם תל צפית שבשפלה. אבל יחד עם זאת, לא היה ניתן לקבוע בוודאות אם חזאל החריב גם את תל רחוב, תל זית וחורבת טבת.

 

במחקר החדש החוקרים הצליחו לזהות התאמה סטטיסטית מושלמת של נתוני השדה המגנטי בזמן החורבן של ארבע הערים הללו, ממצא שמחזק מאוד את הסברה ששלוש הערים הנוספות נחרבו גם הן בידי חזאל. באתר אחר, בתל בית שאן החוקרים מצאו שכבת חורבן שהקליטה שדה מגנטי שונה לחלוטין, מה שלטענתם פוסל את האפשרות שגם אתר זה חרב בידי חזאל, כפי שהניחו חוקרים עד עתה. בנוסף, הנתונים המגנטיים מצביעים על כך שבית שאן ושני אתרים אחרים בצפון חרבו כ-70-100 שנה קודם לחורבן גת, עיתוי שעולה בקנה אחד עם התיארוך של מסע הכיבוש של פרעה שישק מלך מצרים, מסע שמתואר הן במקרא והן בכתובת שנחקקה על קירות מקדש אמון בכרנך שבמצרים, בה נזכרת העיר בית שאן כאחת הערים שנכבשו במסע זה.

 

לבנת בוץ שרופה מתל בטש (תמנה המקראית) עם סימונים למדידת האוריינטציה המגנטית.

 

איך נראו ימיה האחרונים של ממלכת יהודה?

אחד הממצאים המעניינים ביותר שנמצאו הודות לשיטת התיארוך החדשה נוגע לשאלת סופה של ממלכת יהודה, כפי שמספר פרופ' ארז בן יוסף: "השאלה איך נראו ימיה האחרונים של ממלכת יהודה היא שאלה פתוחה במחקר. על סמך הממצאים הארכיאולוגיים, חוקרים העריכו שהחורבן הבבלי לא היה מוחלט באזורים שונים של הארץ, ובמקביל לחורבן ירושלים וערי הגבול בשפלה, המשיכו להתקיים יישובים בנגב, בדרום הר יהודה ובדרום השפלה כמעט ללא שינוי. כעת, התוצאות המגנטיות מרמזות שלא רק הבבלים אחראיים לחורבן הטוטלי: עשרות שנים אחרי שהבבלים החריבו את ירושלים ואת בית המקדש הראשון נחרבו היישובים בנגב, וכנראה גם באזורים האחרים, שלא נפגעו מהמתקפה הבבלית, כנראה בידי האדומים שניצלו את מפלת ירושלים. הבגידה הזו, והשתתפות האדומים בהרס היישובים, מסבירה אולי את השנאה העזה לאדום בתנ"ך, כפי שמשתקף למשל בנבואת עובדיה".

 

פרופ' עודד ליפשיץ מוסיף: "כלי התיארוך החדש ייחודי בכך שהוא מבוסס על מידע מגנטי ממספר אתרים, שתאריך חורבנם המדויק ידוע ממקורות היסטוריים", אומר. "השילוב של מידע היסטורי מדויק עם מחקר ארכיאולוגי מתקדם ורחב היקף אפשר לבסס את השיטה המגנטית על כרונולוגיה מהימנה". במקביל לפרסום המחקר הארכיאולוגי ב-PNAS, העקרונות שבבסיס שיטת התיארוך הארכיאומגנטית יתפרסמו במאמר נפרד.

 

מחקר ארכיאומגנטי - שיתוף פעולה מרתק

"אנחנו משתמשים בשדה המגנטי של כדור הארץ לניווט, וכך גם חלק מבעלי החיים", אומר פרופ' רון שער מהחוג למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית שהוביל את המחקר הגיאופיזי ואת פיתוח שיטת התיארוך. "רוב האנשים לא יודעים שבלעדיו פשוט לא היו חיים על פני כוכב הלכת, שכן השדה מגן עלינו מהקרינה הקוסמית ומרוח השמש. השדה נוצר בגלעין החיצוני של כדור הארץ, בעומק של 2,900 ק"מ, על ידי זרמים של ברזל נוזלי. בגלל התנועה הכאוטית של הברזל, השדה אינו קבוע אלא משתנה בזמן. עד לפני זמן לא רב, היה מקובל שבמשך פרקי זמן של כמה עשרות שנים השדה המגנטי יציב למדי. בזכות המחקר הארכיאומגנטי גילינו שלא תמיד זה היה כך, ושהשדה העתיק השתנה לעיתים בקצב ובעוצמה חריגים ובלתי צפויים. המיקום שלנו פה בישראל הוא נקודת מוצא ייחודית למחקר ארכיאומגנטי, בזכות התפוצה הנרחבת של ממצאים ארכיאולוגים מתוארכים היטב. בעשור האחרון מדדנו מאות ממצאים, ויחד עם הנתונים המדויקים משכבות החורבן ההיסטוריות שיואב חקר, יצרנו עקומת שינויים רציפה המראה שינויים מהירים וחדים בשדה הגיאומגנטי. זו בשורה נהדרת הן לארכיאולוגים, שיכולים כעת להשתמש במידע המגנטי כדי לקבוע גיל של חומרים עתיקים, והן לגיאופיזיקאים שחוקרים את גלעין כדור הארץ".

 

 

אוניברסיטת תל אביב עושה כל מאמץ לכבד זכויות יוצרים. אם בבעלותך זכויות יוצרים בתכנים שנמצאים פה ו/או השימוש
שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות, נא לפנות בהקדם לכתובת שכאן >>