Category Archives: ללא קטגוריה

הנהלת הטכניון הכריזה על שלוש קרנות חירום נוכח משבר הקורונה: קרן לתמיכה במחקרים הקשורים בנגיף וקרן לתמיכה בסטודנטים בתקופה קשה זו בסיוע אגודות הידידים בארץ ובארה״ב וקרן בשיתוף ארגון הסגל הבכיר לתמיכה בעובדי הטכניון שיצאו לחל”ת ומשכורתם נפגעה. קרן העובדים תמומן מתרומה וולונטרית של חברי הסגל הוותיקים

קרן חירום למחקר

במקביל למאבק שמנהלות מדינות ורשויות ממשלתיות במגפה נעשים ברחבי העולם מאמצי מחקר עצומים למציאת פתרונות לניטור, אבחון וטיפול במגפה, להגנה על הצוותים הרפואיים ולפיתוח חיסון נגד נגיף הקורונה החדש. הטכניון גאה ב-30 קבוצות המחקר שנרתמו לנושאים אלה ועוסקות מתחילת המשבר בפיתוח מואץ של פתרונות, שכן מדובר במשימה עליונה בהיבט הקהילתי, הלאומי והגלובלי. כיום כבעבר, מחקר מתקדם מצריך מימון, ולכן הקים הטכניון קרן חירום המתמקדת במחקרי קורונה (COVID-19 Emergency Research Fund), שתאפשר לחוקרי הטכניון להתמקד במחקרים החיוניים כל כך לבריאות האדם בימים קשים אלה.

קרן חירום לתמיכה בסטודנטים

פגיעת מגפת הקורונה אינה פוסחת כמובן על הסטודנטים בטכניון. רוב הסטודנטים שוהים כיום בבתיהם, וחלקם במעונות, וכולם לומדים במתכונת המקוונת של למידה מרחוק. הטכניון מפעיל את כל יכולותיו ומשאביו כדי לאפשר להם להשלים את הסמסטר כראוי, כדי לא לעכב את השתלבותם העתידית בעולם העבודה.

ניהולו של הסמסטר המקוון הראשון בתולדות הטכניון הוא אתגר עצום, המצריך השקעה עצומה בהון ובמשאבים אחרים. מעבר להיבטים האקדמיים והפדגוגיים נדרש הטכניון לסייע לסטודנטים גם בהיבטים שאינם אקדמיים, בעיקר נוכח האבטלה הגדלה שאינה פוסחת על משפחותיהם של רבים מהסטודנטים. המצב מחייב גם תגבור של מערך הסיוע הנפשי והתמיכה הפסיכולוגית שהטכניון מספק לסטודנטים, בעיקר לעולים חדשים החיים בישראל ללא משפחה תומכת.

זה הרקע להקמתה של קרן חירום לתמיכה בסטודנטים (COVID-19 Emergency Fund to Support Technion Students), שתאפשר לטכניון לספק תמיכה אקדמית, רגשית, כספית ואחרת לסטודנטים הנזקקים לה.

לפרטים נוספים אנא צרו קשר עם אגודת ידידי הטכניון בישראל : friends@technion.ac.il

קרן חירום לתמיכה בעובדי הטכניון שיצאו לחל”ת

מאות עובדי טכניון ומוסד הטכניון יצאו לחל”ת. רק חלקם יקבלו קצבת אבטלה, וגם היא תכסה רק מחצית משכרם. נוכח מצב זה פנתה הנהלת הטכניון לחברי הסגל הבכיר ולגמלאים בבקשה לתרום 5% משכרם (או גמלתם), במשך שלושה חודשים, לטובת קרן ערבות הדדית שתוקם בטכניון. התרומות שייאספו יחולקו לפי קריטריונים שקופים ויצמצמו את הפגיעה בעובדים הנזקקים לסיוע. לדברי נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון, “מעבר לסיוע הכספי אנו רואים חשיבות רבה בסולידריות החברתית, ודוגמה זאת תהדהד במוסדות ובארגונים אחרים ותתרום לסולידריות של החברה הישראלית כולה.”

עמית פריאנט מתיכון גולדה נס ציונה זכה במקום הראשון בתחרות – ובמלגת לימודים בטכניון

תמונה קבוצתית של המשתתפים באירוע בטכניון

מימין לשמאל: פרופ' אילת פישמן, ד"ר עומר יחזקאלי, התלמידים הזוכים: יואב קולקה, עמית פריאנט ותהילה חנימוב, ויהודית דסקלו

השבוע התקיימה אולימפיאדת הביוטכנולוגיה השלישית בטכניון. האולימפיאדה, הנערכת בשיתוף הפיקוח על מגמת הביוטכנולוגיה במשרד החינוך, התקיימה תחת הכותרת “ביוטכנולוגיה – המדע שבונה את המחר”. התחרות מיועדת לתלמידי כתות י”ב המתמחים בפרויקט הגמר “יישומים בביוטכנולוגיה”.

כ-250 תלמידים מכל הארץ השתתפו באירוע, שבו התחרו 5 פיינליסטים מכיתה י”ב שנבחרו לאחר מבחני מיון וראיונות. כל אחד מחמשת התלמידים הציג את עבודתו במשך 10 דקות, ובהמשך נבחן בעל פה על ידי צוות שכלל את מפמ”רית ביוטכנולוגיה יהודית דסקלו, פרופ’ אילת פישמן – יועצת המגמה וחברת סגל בפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון, וד”ר עומר יחזקאלי, גם הוא חבר סגל בפקולטה.

במקום הראשון זכה עמית פריאנט מתיכון גולדה נס ציונה על המחקר “בדיקת עמידות צמח מלפפון טרנסגני לנגיף ה-CMV”. במקום השני זכה יואב קולקה מתיכון הנדסאים הרצליה על המחקר “השפעת התרופה מונחית המטרה AFP4-TMZ על חיוּת שורת תאים LLC1”. במקום השלישי זכתה תהילה חנימוב מאורט לילינטל רמלה על המחקר “השפעת מי חמצן על הזדקנות תאים”. צוות השופטים שיבח גם את שני הפיינליסטים האחרים – מאור אוארבך מבי”ס מאיר שפיה וקרן רביד מתיכון מכבים רעות מו”ר.

האירוע נפתח בסרטון המציג את חשיבותו של עולם הביוטק ואת ההישגים שנרשמו בתחום זה לאחרונה: טכנולוגיה להגנה על יבולים חקלאיים, יתושים מהונדסים המונעים התרבות של יתושים מעבירי מחלות, ייצור החלבון האנושי קולגן בצמחי טבק, טיפול בסרטן באמצעות “רוח רפאים ננומטרית”, ייצור תאי דם אדומים במעבדה, פלאפל עתיר חלבון המבוסס על אצות, אבחון מוקדם של סרטן הדם ועוד.

פרופ’ אילת פישמן, המובילה את האירוע מטעם הטכניון, אמרה לתלמידים כי “קראנו את העבודות שלכם וכולן מרשימות מאוד, ובכלל זה השילוב המושכל של ביקורות שליליות וחיוביות כיאה לעבודות חקר מדעיות.” היא סיפרה כי 85 אלף איש עובדים כיום במגזר הביוטכנולוגיה בישראל וכי התחום הולך וגדל בכיוונים רבים ובהם מכשור רפואי, תרופות, אגרו-ביוטכנולוגיה, ביואינפורמטיקה, אבחון רפואי ועוד. פרופ’ פישמן ציינה שורה של חברות ישראליות שנרכשו בשנים האחרונות ובהן סילנטיס, פרולור ביוטק, NeuroDerm ו-GeneSort  וסיפרה על Equinom הישראלית, שגייסה החודש 10 מיליון דולר. Equinom עוסקת בשיפור וטיפוח תכונות של צמחים כגון שומשום ואפונה, וזאת באמצעות ניתוח ביואינפורמטי של מידע רב שנאסף מריצוף גנטי של אותם צמחים.

הזוכה במקום הראשון, עמית פריאנט, אמר כי תהליך המחקר הרחיב את אופקיו ולימד אותו להשקיע, להתמודד עם תקלות ושינויים בלתי צפויים ולנהל זמן באופן נכון. “חקרנו את עמידותם של צמחי מלפפון מהונדסים (טרנסגניים), וגילינו שעמידותם של צמחים אלה לווירוסים גבוהה יחסית. המשמעות היא שטיפוח צמחים טרנסגניים יצמצם את הצורך בהדברה כימית, שחסרונותיה ידועים.”

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

משתתפי הכנס

פרופ' חוסאם חאיק מציג התקן אלקטרוני מודפס הנצמד לעור

פרופ' ג'וזף וואנג, מאוניברסיטת קליפורניה סן דייגו

פרופ' שיזו טוקיטו מאוניברסיטת ימגטה בטוקיו

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

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

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

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

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

את ארבע הרצאות המליאה המרכזיות נשאו הדוברים הבאים:

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

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

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

פרופ' גלעד יוסיפון

ד"ר יואה וו

ד"ר אפו פו

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

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

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

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

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

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

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

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

למאמר המלא ב- Science Advances  לחצו כאן

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

חוקרים בטכניון הפכו תא חיידקי למחשב ביולוגי המנטר חומרים מסוכנים

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

הדוקטורנטית עידית גולדפרכט

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

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

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

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

ההישגים העיקריים המוצגים במאמר הנוכחי הם:

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

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

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

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

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

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

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

למאמר המלא ב- Nature Communications  לחצו כאן