Yearly Archives: 2019

פרופ’ ג’וזואה שניטמן

פרופ’ ג’וזואה שניטמן מהפקולטה להנדסה ביורפואית בטכניון חלם להקים חברה לייצור מכוניות מירוץ אווירודינמיות, אבל החיים לקחו אותו לכיוון מעט שונה – חקר האווירונדינמיקה של תרופות וחלקיקים במערכת הנשימה האנושית. הוא הציג את סיפורו באירוע TEDxTechnion שהתקיים לאחרונה בטכניון.

פרופ’ שניטמן פיתח את כלי האיבחון הראשון המאפשר מעקב כמותי אחר הדינמיקה של חלקיקים במערכת הנשימה. זוהי “ריאה על שבב” (acinus-on-chip) הרלוונטית הן להערכת סיכונים בריאותיים (זיהום וכיו”ב) והן להערכה ותכנון של תרופות למערכת הנשימה.

פרופ’ שניטמן נולד בצרפת וגדל בארה”ב ובשוויץ. בקיץ 2010, עם דוקטורט מ-ETH ציריך, עלה לישראל והצטרף לסגל הטכניון. הוא זכה בפרסים רבים ובהם פרס החוקר הצעיר מטעם האגודה הבינלאומית לאירוסולים ברפואה (ISAM) לחוקרים מתחת לגיל 40. כיום הוא עומד בראש המעבדה לביו-זורמים בפקולטה להנדסה ביו-רפואית.

לצפייה ב-TEDxTechnion

אירוע ההגשות השנתי של עבודות הגמר בפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון

בשבוע הבא תקיים הפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים את אירוע ההגשות השנתי, שבו מוצגות עבודות הגמר של הסטודנטים בפקולטה.

השנה יוצגו עבודותיהם של 95 סטודנטים במשך יומיים – רביעי-חמישי, 31 ביולי – 1 באוגוסט בשעות 20:00-09:00. התערוכה תימשך עד 15 באוגוסט.

ביום רביעי (31.7) בשעה 14:00 תתקיים הרצאתו של פרופ’ אמריטוס מארק וויגלי, שהיה דיקן בית הספר לתארים מתקדמים באדריכלות באוניברסיטת קולומביה. פרופ’ וויגלי (Wigley), יליד ניו זילנד, הוא היסטוריון ותאורטיקן החוקר את הממשקים שבין ארכיטקטורה, אמנות, פילוסופיה, תרבות וטכנולוגיה.

ביום חמישי (1.8) בשעה 14:00 יתקיים רצף הרצאות שבו יוצגו 5 פרויקטים נבחרים מכל קורס (סטודיו) ויתקיים דיון פתוח, כל זאת בפורמט “פצ’ה קוצ’ה”.

אלה נושאי הקורסים שיוצגו:

אדריכלות נוף – סוגיות במרחב הנופי המצטופף בישראל לקראת ישראל 100 – 2048.

ארכיטקטורה – ארכיטקטורה פרו-אקטיבית // מרחב תודעה וקיימות // טכנולוגיה מחוללת (הנדסה, פרט וחומר) // המורשת הבנויה.

האירועים וההגשות פתוחים לקהל הרחב. לתוכנית לחצו כאן

נשמח לראותכם!

סטודנטים בטכניון הציגו תכנון למרכז תמיכה לחולי סרטן -“מרכז מגי” ראשון מסוגו בישראל במרכז הרפואי קפלן ברחובות

בפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון נפתחה החודש תערוכת עבודות סטודנטים המסכמת את הקורס “ארכיטקטורה לרפואה”. בתערוכה מוצגות עבודות מהסטודיו האדריכלי לתכנון מרכז תמיכה לחולי סרטן בישראל בהנחיית אדר’ נירית פילוסוף.

אדר’ נירית פילוסוף בטקס פתיחת התערוכה.  צילום: חיים זינגר

הקורס הייעודי בטכניון נעשה בהשראת “מרכזי מגי” שתוכננו על ידי אדריכלים ידועי שם בעולם.

מרכזי מגי קרויים על שם מגי קזיק ג’נקס, אדריכלית נוף סקוטית שאובחנה כחולת סרטן השד בגיל 47 ומתה בגיל 54 ב-8 ביולי 1995, בדיוק 24 שנים לפני פתיחת התערוכה בטכניון. מגי, שהאמינה כי “אל לנו לאפשר לפחד מהמוות להכניע את שמחת החיים”, יזמה בשנות חוליה קונספט חדש לטיפול בחולי סרטן באמצעות מרכז תמיכה הוליסטי בתווך שבין בית החולים והקהילה. מאז מותה הוקמו על סמך חזונה יותר מ-20 מרכזי מגי בסקוטלנד, באנגליה ובארצות נוספות. במרכזים אלה, שהביקור בהם אינו כרוך בתשלום, מקבלים החולים טיפולים רפואיים משלימים הכוללים טיפול נפשי, הדרכה תזונתית, פעילות גופנית, תרפיה, הנגשת מידע ותמיכה חברתית.

מנחת הסטודיו אדר’ נירית פילוסוף, המתמחה בתחום של ארכיטקטורה לרפואה, סיפרה כי היוזמה לקיום הסטודיו נבעה מחווייתה האישית כשליוותה את אביה במשך 10 חודשי חייו האחרונים. “ישבנו שבועות ארוכים במחלקה פנימית תת-קרקעית, ללא חלונות, ללא תחושה של זמן, בלי שום חיבור לעולם שבחוץ. בהמשך, גם כשהטיפול הרפואי היה מיטבי, הסביבה הפיזית של בית החולים לא תמכה בתהליך הריפוי. אחרי מותו של אבי נחשפתי לקונספט של מרכזי מגי והבנתי שכאן טמונה הזדמנות עצומה לשפר את חייהם של חולי סרטן ובני משפחותיהם.” היא ציינה כי אף שהפרויקטים המוצגים בפקולטה הם פרויקטים סטודנטיאליים, שאינם מיועדים למימוש, הסטודנטים נדרשו לעמוד בכל התנאים של תוכנית ממשית במרחב קיים – תוכנית האב לפיתוח קמפוס המרכז הרפואי קפלן. זאת במסגרת תוכנית הפיתוח של המרכז הרפואי קפלן בשיתוף שרותי בריאות כללית. בנוסף נדרשו הסטודנטים להתנסות בתהליך תכנון מבוסס מחקר (Evidence-based Design) המקובל כיום בתחום ארכיטקטורה לרפואה ומאפשר לבסס החלטות תכנוניות על מחקרים מדעיים כפי שמקובל בתחום הרפואה.

פרופ’ יאשה גרובמן דיקן הפקולטה צילום: חיים זינגר

“ארכיטקטורה ורפואה הן לכאורה שתי דיסציפלינות שונות מאוד,” אמרה פילוסוף, “אך למעשה שתיהן עוסקות בדאגה לבריאות האדם ולרווחתו. החיבור בין השתיים עולה בקנה אחד עם הסטת הדגש מטיפול במחלה לטיפול בחולה. כיום איננו מדברים עוד על טיפול רפואי לריפוי ממחלות בלבד, אלא על קידום הבריאות על מכלול היבטיה בכל סביבות המחייה. אם בעבר היו בתי החולים ‘מפעלי ריפוי’ המנותקים מהעיר ומהקהילה, המגמה הנוכחית היא הרחבת הטיפול בקהילה ובבית וצמצום תפקידם של בתי החולים לטיפולים אקוטיים בלבד. בתהליך הזה יש תפקיד מרכזי לסביבה הבנויה ולטכנולוגיה, המאפשרות את פיתוח הרפואה כמערכת כוללת. ישראל בכלל, והטכניון בפרט, הם מעצמות בתחום הטכנולוגיה הרפואית וקיים פוטנציאל גדול לפתח בארץ גם את תחום הארכיטקטורה לרפואה.”

דיקן הפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים פרופ’ יאשה גרובמן אמר באירוע כי “הגשה של סטודיו היא בדרך כלל אירוע קטן ואינטימי, שבו הסטודנטים מראים לחברי סגל ולמומחים מחוץ לטכניון את הפרויקטים שלהם. האירוע הנוכחי שונה – הוא גדול בכמה סדרי גודל. האירוע הזה מבטא את הרוח החדשה של הפקולטה, את המעבר מפעילות פנימית ומופנמת לפעילות שהיא מוקד לשיתוף פעולה בין אקדמיה ותעשייה, מחקר ופרקטיקה.”

הסטודנטים המציגים בתערוכה הם דניאל פלד, יונתן בל, נטע ארגמן, ספיר איגל, גל וולובסקי פרידמן, סיון זפרני, לורין עווידה, חני סמו, ענת מורדרר, אורן איילי, מירן קלמנוביץ ואפק רז.

Ease into the Breeze, הפרויקט של נטע ארגמן, סטודנטית שנה ג’ בפקולטה

שם הפרויקט: Ease into the Breeze

הפרויקט שואף להגדיר מחדש את גבולות בית החולים ובה בעת לאתגר אותם. המבנה, הצומח באופן אורגני מהקרקע, מייצר הזדמנויות שונות בסביבתו, לפעילות ולהיכרות תוך כדי תנועה. כמו כן, מבקש לאפשר לאחד להיות “רואה ואינו נראה”, להרגיש, ולשמוע את ההתרחשות, מבלי הכרח לקחת חלק בדבר. הליך הכניסה למבנה, נועד למשוך פנימה את הנקרה בדרכו ולעודד אותו להעמיק בדרך, להתנתק, ובתקווה להפיג לרגע את השגרה ולייצר שינוי תפיסתי של מרחב בית החולים.

ד”ר יואכים בהר

חוקרים מהטכניון, מבריטניה, מארצות הברית ומברזיל פיתחו טכנולוגיה חדשנית לניטור OSA – דום נשימה חסימתי בשינה. שכיחותה של תסמונת זו עולה עם הגיל והיא פוגעת ביותר מ-20% מאוכלוסיית המבוגרים הכללית, ובעיקר בגברים הסובלים מעודף משקל.

דום שינה חסימתי מתבטא בהפסקות נשימה הנמשכות עשר שניות או יותר במשך הלילה ומורידות את רמת החמצן בדם. הן מובילות לעייפות במשך היום, העלולה להוביל לפגיעה ביעילות בעבודה וגרוע מכך, לתאונות דרכים. יתר על כן, דום שינה חסימתי מגביר את הסבירות להתפתחותן של סוכרת, מחלות לב וכלי דם.

את המחקר הוביל ד”ר יואכים בהר, חבר סגל בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון, והממצאים התפרסמו ב- EClinicalMedicine מקבוצת Lancet. לדבריו, “לדום שינה חסימתי יש טיפולים יעילים, אבל רבים מהסובלים ממנו אינם מאובחנים. הטכנולוגיה המשמשת לאבחון התסמונת במעבדות שינה קרויה פוליסומנוגרפיה. היא יעילה באבחון האמור, אולם בשל עלותה הגבוהה היא אינה זמינה לציבור רחב. אבחון דום שינה חסימתי נעשה כיום גם באמצעות מכשור ניטור ביתי, אך גם מכשור זה אינו זול ונגיש לכלל האוכלוסייה בסיכון. אמצעי אבחון זולים יותר, המבוססים על שאלונים ועל ניתוח המורפולוגיה של דרכי הנשימה העליונות, אינם מדויקים במספיק.

התפלגויות כוללות (“תרשים כינור”) עבור קבוצות שונות של מטופלים (ללא OSA ועם OSA קל, בינוני וחמור). הקו האופקי המנוקד מסמן את הסף ב-0.5, שמעליו כל מטופל ייחשב בעל OSA.

הטכנולוגיה שפותחה בהובלת ד”ר בהר מבוססת על מידע מ-887 נבדקים מאוכלוסיית המבוגרים הכללית בסאו פאולו, ברזיל. המערכת שפיתחה קבוצת המחקר קיבלה את הנתונים האלה והצליחה להבחין, באמצעות בינה מלאכותית, בין נבדקים הסובלים מההפרעה לבין השאר. האבחון נעשה על בסיס שילוב של סמנים ביולוגיים, המתקבלים מריווי החמצן של הנבדקים בזמן השינה, מידע דמוגרפי (גיל וכיו”ב) ומידע אנטרופומטרי דוגמת ממדי הצוואר. המערכת הצליחה לזהות בהצלחה את כל המקרים הקליניים המשמעותיים שדרגת חומרתם בינונית או גבוהה. שאלונים מקובלים בתחום אבחון בעיות שינה החמיצו מעל 15% מהמקרים החמורים. שימוש בריווי חמצן בדם בלבד, לעומת זאת, זיהה את כל המקרים בחומרה גבוהה אך כשל בזיהוי מספר מקרים בחומרה בינונית.

לדברי ד”ר בהר, “פירוש הדבר הוא שהמודל שפיתחנו הוא כלי אמין ויעיל לזיהוי של דום נשימה חסימתי בשינה באוכלוסיות גדולות. בעתיד, עם פיתוח אפליקציה סלולרית מתאימה, המודל יאפשר לכל אדם עם שעון חכם או צמיד חכם הכוללים אוקסימטר לבצע בדיקה עצמית מדויקת של דום שינה חסימתי.”

ד”ר יואכים בהר השלים מאסטר בהנדסה ב- Ecole des Mines de Saint-Étienne בצרפת ותואר שלישי בעיבוד אותות ביולוגיים ובלמידה חישובית באוניברסיטת אוקספורד בבריטניה. הוא זכה פעמיים בפרס MIT-Physionet – תחרות בעיבוד אותות ביולוגיים בהקשר הקרדיולוגי. לאחר השלמת הדוקטורט הוא עלה לישראל ועשה פוסט-דוקטורט בהנחיית פרופ’ יעל יניב מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון. כיום הוא עומד בראש המעבדה לבינה מלאכותית ברפואה בפקולטה. המעבדה  מתמקדת בבינה מלאכותית ברפואה בהקשר של מידע המנוטר באופן מתמשך באמצעות התקנים ניידים ולבישים.

למאמר שהתפרסם  ב- .EClinicalMedicine

50 שנה לנחיתה על הירח: הטכניון מצדיע לניל ולבאז

הנחיתה הראשונה על הירח, בכיכובם של ניל ארמסטרונג ובאז אולדרין, התרחשה לפני 50 שנה – ב-20 ביולי 1969. ארמסטרונג ירד מהנחתת אל הירח ואחריו אולדרין, שתיאר את המראה כ”שממה מרהיבה” – כפי שנקרא לימים ספרו האוטוביוגרפי. הם הציבו על קרקע הירח את דגל ארה”ב ולוחית זיכרון, ביצעו כמה משימות מדעיות שנקבעו מראש ודיברו עם נשיא ארה”ב דאז, ריצ’רד ניקסון. לאחר מכן עלו על הנחתת וחזרו ל”קולומביה” – תא הפיקוד – שם חיכה להם מייקל קולינס, עמיתם למשימה, שהקיף כל אותה העת את הירח במסלול. אפולו 11 החלה במסעה חזרה הביתה.

ד”ר באז אולדרין ביקר בטכניון בשנת 2016 במסגרת הקורס של אוניברסיטת החלל הבינלאומית (ISU). בכל שנה מתקיים הקורס במקום אחר, ובאותה שנה נבחר הטכניון לארח אותו. בהרצאתו בטכניון אמר ד”ר אולדרין: “אין לי ספק שאני בר מזל. אמא שלי נולדה בתקופה שבה ביצעו האחים רייט את הטיסות הראשונות בהיסטוריה, ואבא שלי היה מחלוצי עולם התעופה. אני סתם הטסתי מטוסי סילון במלחמת קוריאה ועשיתי הליכות חלל, ובכל זאת – זכיתי ללכת על הירח.”

ד”ר אולדרין, בוגר האקדמיה הצבאית ווסט פוינט וטייס קרב בעברו, קיבל את תואר הדוקטור שלו מ-MIT. בשנת 1963 הוא התקבל כאסטרונאוט לשורות נאס”א ובקיץ 1969, כאמור, נחת על הירח. “קיבלנו הזדמנות לנחות על הירח, וההזדמנות הפכה לציון דרך, לארוע ששי

נה את תולדות האנושות,” אמר בהרצאתו בטכניון. “האנושות הצליחה להציב רגל במקום חדש ואחֵר לגמרי. 400 אלף איש היו מעורבים בהצלחתה של המשימה הזאת וחצי מיליארד צפו בנו באותה התרחשות היסטורית. כשחזרנו משם התקבלנו כגיבורים, אבל העולם הריע לא לנו אלא למה שייצגנו: כיבוש הבלתי אפשרי.”

באז אולדרין

בשלושת העשורים האחרונים משקיע ד”ר אולדרין את רוב זמנו במשימת איוש מאדים. למטרה זו הוא הקים בפלורידה את מכון החלל ע”ש באז אולדרין, הפועל לקידום ההתיישבות על מאדים, כששנת היעד לתחילת ההתיישבות היא 2040. “מאדים הוא האי הממתין לנו בחשכת החלל, אז תזיזו את התחת לשם (Get your Ass to Mars). כי שם, כפי שאמר הנשיא קנדי על משימת הנחיתה על הירח, מחכה לנו חבירה עם הגורל.”

כמו עמיתו, גם ניל ארמסטרונג – האדם הראשון על הירח – נולד ב-1930. בנערותו הוא עבד קשה כדי לממן את שיעורי הטיסה שהיו פסגת שאיפותיו, ובגיל 16 קיבל רישיון טיס. בגיל 20 היה לטייס קרב, ובשנתיים הבאות ביצע כמעט 80 טיסות קרב מבצעיות בקוריאה. ב-1966, כאסטרונאוט טרי, הציל את עצמו ואת צוותו לאחר תקלה מסוכנת בג’מיני 8.

בשלוש השנים הבאות צבר ארמסטרונג ניסיון רב על הקרקע ובחלל, ובסופו של דבר מונה למפקד משימת הנחיתה הראשונה על הירח, אפולו 11. וכך קרה שב-20 ביולי נשמע בחדר הבקרה קולו: “כאן בסיס ים השלווה. הנשר נחת”. אחרי שביצע את כל הצעדים הנדרשים לדריכה ההיסטורית הוא דיווח, הפעם באוזניהם של חצי מיליארד מאזינים וצופים: “צעד קטן לאדם, קפיצה אדירה לאנושות”. כעבור ארבעה ימים, ב-24 ביולי 1969, נחתה אפולו 11 באוקיינוס השקט.
ביולי 2007 התארח ארמסטרונג במדעטק בחיפה ודיבר עם תלמידים מצפון הארץ. בתשובה לאחת השאלות אמר כי “מטרת הטיסה לירח הייתה להרחיב את הידע שלנו. ואכן, למדנו שהמין האנושי אינו קשור לכדור הארץ בשלשלאות; אנחנו יכולים לצאת ולחיות במקומות אחרים.”

ארמסטרונג הלך לעולמו בשנת 2012. ד”ר אולדרין צפוי לחגוג בינואר 2020 את יום הולדתו ה-90.

קישור לסרטון ההרצאה של אולדרין בטכניון:

האקולוג ד”ר אסף שוורץ מהטכניון מוביל צוות רב-לאומי החוקר את השפעת המינים הפולשים בישראל ובאירופה: “חשוב למנוע שחרור של מינים לא מקומיים בטבע”

ד”ר אסף שוורץ

מינים פולשים הם צמחים או בעלי חיים שהועברו על ידי בני אדם, בכוונה או בשוגג, למקומות שלא היו בהם קודם לכן, והם מתבססים בהם ומאיימים על מינים מקומיים ועל מערכות אקולוגיות.

בעשרות השנים האחרונות התבססו בארץ ובעולם עשרות אלפי תוכים פולשים המאיימים על המגוון הביולוגי המקומי ועלולים לגרום נזק רב לחקלאות. האקולוג ד”ר אסף שוורץ מהפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון הוביל בשנים האחרונות צוות רב-לאומי של חוקרים, אקולוגים, מנהלי שמורות טבע ומקבלי החלטות שנועד להתמודד עם איום זה. הצוות פועל במסגרת יוזמת  ParrotNet המתקיימת כחלק מ-COST – התוכנית לשיתוף פעולה מדעי וטכנולוגי באירופה –  במטרה לחקור את ההשלכות של פלישת התוכים הגדולה ברחבי העולם.

כיום ניתן למצוא באירופה מעל מאתיים אוכלוסיות של מיני תוכים שמוצאם מדרום אמריקה ומהודו. “מדובר בפרטים שהובאו לארץ כחיות מחמד וחלקם שוחררו או ברחו מהכלובים ויצרו אוכלוסיות חופשיות עצומות,” אומר ד”ר שוורץ. “אוכלוסיות אלה הולכות וגדלות בכל שנה, וכיום חיים בארץ מעל 10,000 פרטים של דררות (ring-necked parakeet) ותוכי נזירי (monk parakeet), אבל הם אינם המינים היחידים.”

הצוות הרב-לאומי מציג, בשורה של פרסומים, מיפוי מבוסס-ראיות של אוכלוסיות התוכים הפולשים ומציע צעדים לבלימת הפלישה ולמניעת נזקים עתידיים. במאמר שפורסם בכתב העת Neobiota ערכו החוקרים סקירה שיטתית של הספרות המדעית הרלוונטית וניתחו את ההשלכות של פלישת התוכים על האדם ועל הטבע.

תוכי נזירי Monk parakeet קרדיט: ParrotNet

הממצאים מראים שנזקי פלישת התוכים מתבטאים בעיקר בחקלאות, בתשתיות ובתחרות עם מינים מקומיים. מרבית הנזק לחקלאות מתרחש באזורים ים-תיכוניים ולא בחלקים הממוזגים של אירופה.

בנוסף, למרות שנמצאו עדויות לתחרות אגרסיבית בין דררות למינים מקומיים, ברוב המקרים תחרות זאת לא הובילה לפגיעה משמעותית בגודלן של אוכלוסיות המינים המקומיים, ונראה שלפחות בשלב זה הנזק האקולוגי מצומצם. עם זאת, בסיביליה שבספרד נמצא שתוקפנותן של הדררות בתחרות על קינים מובילה לפגיעה חמורה באוכלוסיית ה-Nyctalus lasiopterus – עטלף הנמצא בסכנת הכחדה.

לבסוף, סקירת הספרות השיטתית הראתה שחלק ניכר מהידע על התוכים הפולשים מבוסס על תצפיות אנקדוטליות בלבד, ולכן דרושה עבודת מחקר נוספת כדי לבחון את השפעת התוכים הפולשים על מינים מקומיים.

“הדררות והתוכי הנזירי כבר ביססו אוכלוסיות גדולות בארץ ובאירופה,” אומר ד”ר שוורץ, “בסופו של דבר, ההחלטה על דרכים לצמצום הנזק נתונה בידיהם של מקבלי ההחלטות, אבל כמדענים חשוב לנו לציין שהדרך הטובה ביותר להילחם בפלישות המינים היא למנוע את השחרור של מינים לא מקומיים בטבע. מחקרים הראו שבאיים אפשר גם להכחיד אוכלוסיות של פולשים (למשל באיי סיישל), אבל באזורים יבשתיים כמו ישראל ואירופה אין פתרון קסם, ולכן חשוב לערוך מחקרי עלות-תועלת רחבים לפני שנוקטים צעדים שונים.”

למאמר המלא בכתב העת Neobiota לחצו כאן

דררה Ringed-necked parakeet קרדיט: ParrotNet

דררה אלכסנדרוני Alexandrine parakeet קרדיט: ParrotNet

קוניור שחור ראש . Nanday parakeet קרדיט: ParrotNet

חוקרים בפקולטה לביולוגיה בטכניון חשפו מנגנון ויסות עצמי מתוחכם המייעל את תהליך בניית החלבונים בגוף

להערכת החוקרים, פגיעה במנגנון זה אחראית למצבי חולי רבים

פרופ’ יואב ערבה

חוקרים בפקולטה לביולוגיה בטכניון גילו מנגנון ויסות מתוחכם המייעל את תהליך בניית החלבונים בגוף. להערכתם, פגיעה במנגנון זה מובילה למצבי חולי רבים, ולכן ממצאי המחקר עשויים להוביל להבנה טובה יותר של שיבושים ביולוגיים ולשיפור הטיפול בהם. את המחקר הובילו פרופ’ יואב ערבה והדוקטורנט עפרי לוי.

חלבונים הם מרכיב מרכזי בגוף האדם והם נבנים בריבוזום, בית החרושת התאי. הריבוזום משתמש בשני מרכיבים עיקריים בתהליך בניית החלבון: ה-mRNA (“השליח”), המכיל את המידע הנחוץ לבניית החלבון, וה-tRNA הנושא את חומצות האמינו – חומרי הגלם הדרושים לבניית החלבון.

המחקר שנערך בטכניון התמקד במשפחה ייחודית של אנזימים – אנזימי אמינו-אציל סינטטזות – הממלאים תפקיד חשוב בחיבור נכון של כל חומצת אמינו למולקולת ה- tRNAהמתאימה לה. הדיוק והיעילות של אנזימים אלה קריטיים לאיכות חומרי הגלם המגיעים לריבוזום ולכן גם לאיכותו של החלבון העתידי. תפקידם בתהליך זה נחקר כבר עשרות שנים על ידי קבוצות רבות ברחבי העולם, אולם חוקרי הטכניון גילו תפקיד נוסף של אנזימים אלה שלא היה ידוע עד כה.

הדוקטורנט עפרי לוי

קבוצת המחקר של פרופ’ ערבה גילתה כי בנוסף לחיבור חומצת האמינו ל-tRNA, האנזימים האמורים יודעים לווסת את שכיחותם בהתאם לכמות חומצות האמינו הזמינות. כאשר כמות חומצות האמינו גבוהה ויש צורך בכמות רבה של האנזים, האנזים מפעיל מנגנון שמגביר את ייצורו, וההיפך קורה כאשר אין צורך בכמות גדולה של האנזים. יתרה מכך, החוקרים פענחו את המנגנון המולקולרי שמוציא לפועל פעילות זו: האנזים מתחבר אל מולקולת ה-mRNA “שלו” באיזור דמוי-tRNA ומבקר את זמינותה לריבוזום.

אף שחוקרי הטכניון התמקדו במחקר הנוכחי באנזים אחד ממשפחת האמינו-אציל סינטטזות, הם מעריכים כי מנגנון זה של ויסות עצמי קיים בכל עשרים האנזימים במשפחה זו. מנגנון חכם זה מאפשר למולקולה לווסת את ייצורה לפי צורכי התא, וסביר שהתפתח בשלב מוקדם במהלך האבולוציה.

בשל תפקידם הקריטי של אמינו-אציל סינטטזות בקביעת איכות חומרי הגלם עבור הריבוזום, כל תקלה בפעילותם עלולה להביא לייצור חלבונים מזיקים. ואכן, מוטציות באנזימים אלה מעורבות במחלות רבות באדם. לכן, יתכן שמחקר זה יוביל להבנה טובה יותר של מצבי חולי ולפיתוח דרכים חדשות לטיפול בהם.

המחקר מומן על ידי הקרן הלאומית למדע (ISF), הקרן הדו-לאומית למדע ארה”ב-ישראל ומכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה (RBNI).

פרופ’ יואב ערבה השלים תואר ראשון בפקולטה לחקלאות ברחובות, תואר שני ושלישי במחלקה לביוכימיה במכון ויצמן ופוסט-דוקטורט במחלקה לביוכימיה באוניברסיטת סטנפורד. הוא זכה בפרסים רבים ובהם פרס ינאי למצוינות בחינוך האקדמי (2012) ופרס מאני להצטיינות בהוראה (2009). המעבדה בראשותו מתמקדת בחלבונים הנקשרים למולקולות אר-אן-איי ובאפיונים ביוכימייים ומולקולריים של תפקידיהם. לדבריו, “אנחנו משתמשים בשתי מערכות מודל עיקריות: תאי שמרים (שבהם נעשה המחקר המוצג כאן) ותאי עצב. באמצעות יצירת שינויים גנטיים במערכות אלה אנו מנסים להבין את משמעות הקשר בין חלבונים לאר-אן-איי ואת תרומתו לפיזיולוגיה התאית. המאמר הנוכחי הוא דוגמה קלאסית לעבודת המעבדה: זיהינו תופעה של קישור חלבונים למולקולות אר-אן-איי מסויימות, ותוך יצירת שינויים גנטיים הצלחנו לחשוף תפקיד פיזיולוגי חדש ואת המנגנון שעומד בבסיסו.”

למאמר המלא ב–  PLOS Biology לחצו כאן

האנזים אמינו-אציל סינטטאז (בירוק) מזהה מולקולת tRNA (חום) ומחבר אליה חומצת אמינו. זיהוי נכון של המולקולה נעשה על פי האיזורים המופיעים כאן באדום. חוקרי הטכניון גילו שהאנזים יודע לזהות גם מולקולת RNA מסוג אחר (mRNA). יתרה מכך, הזיהוי הנכון של ה-mRNA תלוי באזורים הדומים מאוד לאזורי הזיהוי של tRNA (מסומנים כאן באדום).

הקורטוריון, חבר הנאמנים של הטכניון, אישרר את מינויו של פרופ’ אורי סיון לנשיא הבא של הטכניון. פרופ’ סיון ייכנס לתפקידו כנשיא הטכניון ב-1 באוקטובר 2019 ויחליף את פרופ’ פרץ לביא, שיסיים תקופת כהונה בת עשור. לצידו של הנשיא החדש תיכנס לעבודתה גם הנהלה חדשה.

אלה המינויים החדשים שאושרו על ידי הוועד המנהל של הטכניון בראשות מר גדעון פרנק:

פרופ’ עודד רבינוביץ’ – משנה בכיר לנשיא הטכניון

פרופ’ רבינוביץ’, מחזיק הקתדרה ע”ש אבל וולמן בהנדסה אזרחית מכהן כדיקן הפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון מאז שנת 2014. הוא סיים תואר ראשון בהנדסה אזרחית (בהצטיינות ראויה לשבח) ותואר דוקטור במסלול המיוחד בפקולטה להנדסה אזרחית בטכניון. לאחר פוסט-דוקטורט באוניברסיטת דלאוור הצטרף לסגל הטכניון ב-2002. הוא זכה פעמיים בפרס גוטווירט להצטיינות במחקר לדוקטורט וקיבל פרסים רבים על הצטיינותו בהוראה, ובראשם פרס ינאי למצוינות בחינוך האקדמי (2012). משנת 2017 הוא מחזיק בתואר מרצה מצטיין מתמיד. מחקרו של פרופ’ רבינוביץ’ עוסק בחיזוק ובשדרוג של מבנים קיימים עם חומרים מרוכבים, במבנים נבונים, ובדינמיקה של תהליכי כשל במבנים שכבתיים. פרופ’ רבינוביץ’ הוא חבר בוועד המנהל של ארגון בוגרי הטכניון.

פרופ’ עודד רבינוביץ’

פרופ’ יעקב (קובי) רובינשטיין – משנה לנשיא למחקר

פרופ’ רובינשטיין השלים תואר ראשון במתמטיקה באוניברסיטת תל אביב, תואר שני במתמטיקה שימושית בטכניון ותואר שלישי במתמטיקה באוניברסיטת ניו-יורק. לאחר ששימש עמית מחקר באוניברסיטת מינסוטה ופרופ’-משנה באוניברסיטת סטנפורד הוא הצטרף ב-1988 כחבר סגל לפקולטה למתמטיקה בטכניון. הוא מילא תפקידים רבים בטכניון ומחוצה לו ובהם דיקן הפקולטה למתמטיקה בטכניון, ראש התוכנית הבין-יחידתית למתמטיקה שימושית, נשיא האיגוד המתמטי הישראלי, יו”ר הוועדה למתמטיקה שימושית במשרד המדע וסגן יו”ר הוועדה למתמטיקה שימושית של האיגוד המתמטי האירופי. הוא זכה בפרס ניו אינגלנד למחקר, בפרס לנדאו במדעים מדויקים, בפרס סיידן למחקר ובתואר עמית האגודה האמריקאית לקידום המדע. הוא עוסק במתמטיקה שימושית ובמשוואות דיפרנציאליות חלקיות.

פרופ’ יעקב (קובי) רובינשטיין

פרופ’ שמעון מרום – משנה לנשיא לעניינים אקדמיים

פרופ’ מרום הוא מחזיק הקתדרה למדעים על שם פרל זיידן. הוא השלים תואר ראשון בפסיכולוגיה באוניברסיטת חיפה ואחריו תארי PhD (פיזיולוגיה וביופיזיקה) ו-MD בפקולטה לרפואה בטכניון. אחרי פוסט-דוקטורט באוניברסיטת ברנדייס הצטרף פרופ’ מרום כחבר סגל לפקולטה לרפואה בשנת 1993. בין תפקידיו במרוצת השנים: ראש המחלקה לפיזיולוגיה, ראש תוכנית רוטשילד-טכניון למצוינים, ודיקן הפקולטה לרפואה. תחום המחקר שלו הוא היבטים פיזיולוגיים ופיזיקליים של תופעות חשמליות בחלבונים, תאים ורשתות.

פרופ’ שמעון מרום

פרופ’ בועז גולני – משנה לנשיא ומנכ”ל

פרופ’ גולני, סגן נשיא הטכניון לקשרי ציבור ופיתוח משאבים משנת 2012, השלים תואר ראשון (בהצטיינות ראויה לשבח) בפקולטה להנדסת תעשייה וניהול ע”ש דוידסון בטכניון ודוקטורט בבית הספר לניהול באוניברסיטת טקסס, אוסטין. ב-1986 הצטרף כחבר סגל לפקולטה להנדסת תעשייה וניהול בטכניון ובשנים 2011-2006 כיהן כדיקן הפקולטה. הוא מחזיק הקתדרה להנדסה ע”ש סמואל גורני. פרופ’ גולני כיהן בתפקידים ציבוריים ומקצועיים רבים, בטכניון ומחוץ לו בהם באגודה הישראלית לחקר ביצועים ובמל”ג וכן כיועץ לתעשייה, בנקים, לצבא ארה”ב, ועוד. לפני ובמהלך הקריירה האקדמית שלו מילא פרופ’ גולני תפקידים בכירים בצה”ל. הוא השתחרר משרות המילואים כראש מטה חטיבה בדרגת סא”ל. עבודתו המחקרית ממוקדת בניתוחי יעילות ופריון, הקצאת משאבים, ניהול פרויקטים, ניהול שרשראות אספקה, ועוד. הוא זכה בפרסים רבים ובהם פרס נאור ופרס יוסף לוי מטעם האגודה הישראלית לחקר ביצועים.

פרופ’ בועז גולני – משנה לנשיא ומנכ”ל

פרופ’ אלון וולף – סגן נשיא לקשרי חוץ ופיתוח משאבים

פרופ’ וולף, חבר סגל בפקולטה להנדסת מכונות, השלים בפקולטה את שלושת תאריו. לאחר שנת פוסט-דוקטורט ושלוש שנים כחוקר במכון לרובוטיקה באוניברסיטת קרנגי מלון, הוא הצטרף בשנת 2006 לסגל הפקולטה להנדסת מכונות בטכניון, ומאז כיהן בתפקידים רבים ובהם סגן דיקן להסמכה וסגן דיקן לתארים מתקדמים. כיום הוא חבר בסנט הטכניון, מנהל תוכנית הרובוטיקה FIRST ומנהל המרכז למחקר ספורט אולימפי שנחנך לאחרונה בטכניון. הוא זכה בפרסים רבים ובהם פרס עוזי ומיכל הלוי, פרס הרשל ריץ’, פרס יולודן פרס גוטווירט. בנוסף, נבחר ל- IEEE EMBS, Engineering in Medicine and Biology Society, Distinguished Lecturer Program  וכן כ   .Fellow of the American Association of Mechanical Engineers -כמרצה מצטיין זכה פרופ׳ וולף גם בפרס ינאי למצוינות בחינוך האקדמי (2013).

פרופ’ וולף הוא ממציא ומייסד חברתMedrobotics Corporation . תחומי המחקר שלו הם ביומכניקה (בדגש על תנועה ומידול מפרקים), רובוטיקה גמישה, ביורובוטיקה (רובוטים רפואיים ועוד) ובקרה של מערכות רובוטיות.

פרופ’ אלון וולף

חברי ההנהלה החדשה ייכנסו לתפקידיהם עם נשיא הטכניון הנכנס, פרופ’ אורי סיון, ב-1 באוקטובר 2019.

פרופ’ אמריטוס אורי שמיר

פרופ’ אמריטוס אורי שמיר מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון נבחר לחבר של כבוד (Distinguished Member)  ב-ASCE – האגודה האמריקאית של מהנדסים אזרחיים – אחד מתשעה שנבחרו השנה מתוך 150,000 חברי האגודה. האגודה בחרה בו כהוקרה על הישגיו כמחנך ומנהיג במחקר וביישום של הידרולוגיה מדעית ושל קבלת החלטות במדיניות, ניהול והנדסה של מערכות מים.

פרופ’ שמיר הוא מומחה בתכנון, תכן ויישום של מערכות מים. מאז 1967, לאחר שובו מ-MIT, הוא לימד בטכניון ובכמה מהאוניברסיטאות היוקרתיות ביותר בצפון אמריקה. הוא יעץ לארגונים רבים ובהם מקורות ורשות המים והיה חבר בצוות המשא ומתן עם שכנותיה של ישראל. בטכניון הוא מילא תפקידים רבים ובהם המייסד והמנהל הראשון של מכון גרנד למחקר המים. בשנת 2013 קיבל פרופ’ שמיר פרס מפעל חיים מהאיגוד הישראלי למים (אג”ם).

חוקרים בפקולטה לפיזיקה בטכניון פתרו תעלומה מדעית הנוגעת לשלב קריטי בהיווצרות כוכבי-לכת. למודל החדש יש השלכות מעניינות על רעיון הפַּנְסְפֶּרְמִיה – מעבר של חומר ביולוגי בין מערכות פלנטריות שונות

פרופ’ חגי פרץ. צילום: ניצן זוהר

חוקרים בפקולטה לפיזיקה בטכניון מציגים מודל חדשני להתפתחות כוכבי-לכת מתוך “זרעים” המגיעים ממערכות פלנטריות אחרות. מחקרם של פרופ’ חגי פרץ והדוקטורנט יבגני גרישין התפרסם בכתב-העת המדעי Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

בשלבים המוקדמים של היווצרות מערכת שמש, לפני שכוכבי-הלכת נוצרים בה, קיימת סביב השמש הצעירה דיסקת אבק וגז. דיסקה זו מספקת לפלנטות העתידיות את חומר הגלם ליצירתן. לכאורה מדובר בתהליך פשוט שבו נצמדים גרגרי אבק זה לזה ויוצרים גושי חומר ההולכים וגדלים – אבנים, שמהן נוצרים סלעים, המתאגדים לכדי גרמי שמיים קטנים המתנגשים ונצמדים זה לזה עד שנוצר כוכב-לכת שלם.

אולם אליה וקוץ בה: בתאוריית הגדילה המִצְרָפִית האמורה יש צוואר בקבוק בשלב המעבר מאבנים קטנות (בגודל סנטימטר עד מטר) לגרמי שמיים בקוטר קילומטר ויותר. התנאים הפיזיקליים השוררים בדיסקות קדם-פלנטריות כוללים זרימת גז חזקה מאוד הצפויה לשחוק את האבנים האלה ואף לבלום את תנועתן. כאשר תנועתן של האבנים מואטת, הן צפויות להימשך אל מרכז הדיסקה ולהיבלע בשמש. בנוסף לכך, התנגשויות בין אבנים קטנות אינן צפויות להוביל להידבקותן, אלא דווקא להינתזותן זו מזו. במילים אחרות, בפני סלעים קטנים ואבנים ניצב “מחסום המטר” – שלב התפתחותי שבו גודלם המוגבל מפחית את סיכויי ההישרדות והגדילה שלהם.

“המודל הרגיל סובל מצוואר בקבוק משמעותי,” אומר פרופ’ פרץ, “שכן הוא דורש קפיצת-מדרגה בלתי-סבירה מעל ‘עמק המוות’ של המעבר מאבק ואבנים לסדר הגודל הקילומטרי. זו הסיבה שאסטרופיזיקאים ברחבי העולם מחפשים הסבר חלופי להתפתחותם של גרמי שמיים גדולים מקילומטר. מרגע שקוטרו של הגוש המתהווה עולה על קילומטר, המודל הקיים עובד היטב – כי בשלב זה העצם מצליח לספוח עצמים קטנים יותר שיהפכו אותו מ’עובר פלנטרי’ לפלנטה של ממש. הבעיה היא בשלב שקודם לכך.”

הדוקטורנט יבגני גרישין. צילום: דוברות הטכניון

המאמר של גרישין ופרופ’ פרץ שואב השראה מהדרמה שחולל בשנת 2017 הגוף הבין כוכבי אומואומואה (Oumuamua) – גוף מוארך שחדר למערכת השמש וזוהה בתצפיות שונות. גילויו של עצם זה הוליד השערות רבות ומגוונות, אך דבר אחד היה ברור: הוא הגיע מחוץ למערכת השמש. אומואמואה אימת הערכות מדעיות נושנות לפיהן התווך הבין-כוכבי – החומר שנמצא במרחב שבין מערכות השמש השונות – מלא גושי סלע החגים בו. נהוג להניח כי שיירים כאלה נפלטים ממערכות פלנטריות שונות בשלבים המוקדמים של היווצרותן.

על פי המודל שמציעים החוקרים מהטכניון, אומואמואה ועצמים גדולים ממנו משוטטים בין מערכות שמש שונות, וחלקם נלכדים בדיסקות קדם-פלנטריות של שמשות צעירות. אם ניקח לדוגמה את המקרה הספציפי של כדור-הארץ, הרי שכמו לכל פלנטה בשלביה העובריים, גם לכדור-הארץ קדמה דיסקה קדם-פלנטרית של גז ואבק שסבבה את השמש הצעירה. על פי המודל הזה, דיסקה זו לכדה גוש סלע גדול מפלנטה אחרת וסביבו, בתהליך ממושך, התהווה כדור-הארץ כפי שאנו מכירים אותו כיום.

לסיכום, המפתח לפתרון תעלומת עמק המוות נמצא בעצמים בין-כוכביים המגיעים ממערכות פלנטריות אחרות ומהווים “זרעים” להתפתחותן של פלנטות חדשות. בניסוח פיוטי יותר, מסבירים החוקרים, “שום מערכת פלנטרית אינה אי; מערכות פלנטריות נוצרות מתוך זרעים שהגיעו ממערכות אחרות ומייצרות בהמשך זרעים משלהם, שיישלחו לחלל ויולידו מערכות פלנטריות חדשות.”

כדי לאמוד את היתכנותו של המודל החדשני פיתחו החוקרים מודל מתמטי הבוחן את ההסתברות להתרחשות של “זריעה” כזו. הם גילו כי הלכידה הנדרשת של עצמים בדיסקות קדם-פלנטריות אומנם אינה תופעה שכיחה, אבל היא סבירה בהחלט.

למודל החדשני השלכות מעניינות נוספות בהיבט הביולוגי והאבולוציוני. לדברי פרופ’ פרץ, “אם אנחנו מבינים שסלעים עשויים לעבור בין מערכות פלנטריות שונות, הרי שיש כאן מודל חדש של פַּנְסְפֶּרְמִיה – מעבר של חיים בין מערכות אלה. כדי ללכוד חומר ביולוגי פעיל, ולאפשר לו לשרוד מסע בין פלנטרי כזה, מספיק סלע שקוטרו כמה סנטימטרים, כך שאם אנחנו מדברים על סלע בקוטר קילומטר, האפשרות שיצליח לשמר חיידקים או חומר ביולוגי אחר אינה מופרכת כלל. פנספרמיה אינה תאוריה חדשה, אבל המודל שלנו מספק הסבר להיתכנותה.”

המחקר נתמך על ידי מלגת אירווין וג’ואן ג’ייקובס לסטודנטים מצטיינים לתארים מתקדמים, קרן המדע הלאומית (ISF) ומרכז מינרבה.

למאמר המלא ב-Monthly Notices of the Royal Astronomical Society לחצו כאן

איור של מערכת-השמש בשלביה המקודמים, עם עצמים דמויי-אומואמואה. האיור באדיבות NASA / ESO / Danor Aharon