Preface First

This is a debugging block

Preface Second

This is a debugging block

Preface Third

This is a debugging block

תוכן

This is a debugging block

מחקרים

RESEARCH

מה מעניין אותך?

כל הנושאים
אמנויות
הנדסה וטכנולוגיה
חברה
מדעים מדויקים
ניהול ומשפט
סביבה
רוח
רפואה ומדעי החיים

לובי מחקרים

מחקר

01.07.2020
הפקידים שהטביעו חותם בעיר דוד

טביעת חותם שהתגלתה בעיר דוד מעידה על פעולות השיקום של העיר בימי שיבת ציון

  • רוח

איך התמודדה ירושלים עם החורבן האדיר שהמיט עליה הצבא הבבלי במאה ה-6 לפני הספירה? טביעת חותם כפולה וחותם חרס, המתוארכים, בסבירות גבוהה, לתקופה הפרסית, עשויים לספק מענה לשאלה מעניינת זו. הממצאים התגלו בחפירות ארכיאולוגיות של רשות העתיקות ואוניברסיטת תל אביב בחניון גבעתי שבעיר דוד, בגן לאומי סובב חומות ירושלים, והם נמצאו בתוך שטח אשר נוקה וסודר בתוך הריסות של מבנה גדול, שחרב בחורבן הבבלי של ירושלים.

 

לדברי פרופ' יובל גדות מהחוג לארכיאולוגיה ותרבויות המזרח הקדום באוניברסיטת תל אביב וד"ר יפתח שלו מרשות העתיקות, "למרות החפירות הרבות שנערכו בירושלים עד היום, הממצאים שנתגלו עד כה מהתקופה הפרסית דלים ביותר, ובשל כך גם חסר מידע על אופייה ומראה של העיר בתקופה זו. מציאתם של הממצאים האלה בהקשר ארכיאולוגי שניתן לתארך בסבירות גבוהה, נדירה מאוד", מדגישים החוקרים.

 

עדות על קיום מערכות המינהל

טביעות החותם - הבולות - היו פיסות טין קטנות ששימשו בתקופות קדומות לחתימת מסמכים או מכלים (למשל קנקנים לאכסון תוצרת חקלאית שנאספה כמס), והן נועדו לשמור עליהם סגורים בדרך ליעדם. החפצים עצמם לרוב לא נפתחו או שלא שרדו (בעיקר המכתבים), אך הבולות, שעשויות מחומר הדומה לקרמיקה, דווקא השתמרו, והשאירו עדות על קיום מערכות המינהל, ואף על האנשים שעמדו מאחוריהן.

 

לדברי פרופ' גדות וד"ר שלו, "מציאתם של הבולה והחותם בעיר דוד מלמדת שעל אף מצבה הקשה של העיר לאחר החורבן, נעשו מאמצים להשיב את מערכות המינהל לתקינותן, ותושביה המשיכו להשתמש במבנים שחרבו בה".

 

טביעת החותם הכפולה נתגלתה על פיסת טין גדולה. גודלה של פיסת הטין, כ-4.5 ס"מ, מעיד כי שימשה לסגירת מיכל גדול, אולי קנקן, ולא למכתב. על הטביעה מופיעה דמותו של אדם היושב על כיסא גדול ולפניו עמוד אחד או שניים. עיצוב התמונה מעיד כי נעשתה בעזרת חותם מטיפוס בבלי. הדמות היא ככל הנראה מלך, והעמוד או העמודים הם הסמלים המייצגים את האלים נבו ומורדוך. לדברי ד"ר עידו קוך מהחוג לארכיאולוגיה ותרבויות המזרח הקדום, בארץ נמצאו רק כ-10 פריטים בסגנון זה במספר מקומות, בהם עין גדי וירושלים, אשר נראה כי היו בשימוש בתקופה הפרסית. בולה נוספת מסגנון זה, אף היא בהקשר של התקופה הפרסית, התגלתה בחפירות שערכה ד״ר אילת מזר בצידה המזרחי של גבעת עיר דוד.

 

החותם עשוי שבר כלי חרס גדול, מתוצרת מקומית, שעל צידו החיצוני נחרתה מסגרת מעגלית המחולקת לשני מדורים ובהם מספר חריתות ליניאריות. יתכן שהחריתות מייצגות שתי דמויות, ויתכן שמדובר בחותם פסבדו-אפיגרפי (הנושא ציורים שנועדו לדמות אותיות). בגב החותם ניתן להבחין בשבר, המעיד, אולי, על ידית שהוצמדה שם בעבר. קוטרו של החותם (כ-8 ס"מ), מעיד ששימש לחתימת חפצים גדולים.

 

יחד עם פריטים אלה, נמצאו גם ממצאים נוספים, בהם, לדוגמא, שבר כלי בס מעוטר בפרצוף. לדברי החוקרים, "מציאתם של הממצאים החדשים במדרון המערבי של גבעת עיר דוד, מוסיפה מידע רב אודות מבנה העיר בתקופת שיבת ציון, תקופה עליה ידענו עד כה בעיקר מהספרות המקראית (ספרי עזרא ונחמיה). מיעוט הממצאים מפרק זמן זה הקשה על הבנת מעמד והיקף העיר. הממצאים מהחפירה תחת חניון גבעתי שופכים אור על חידוש מערך המינהל המקומי, במיקום דומה לזה שבו התקיים המינהל גם לפני חורבן בית ראשון, כמאה שנים קודם לכן".

 

הממצאים יוצגו בכנס 'ימי ירושלים' ה-5 של יד יצחק בן-צבי ורשות העתיקות, בתרומת קרן עוזי ומיכל הלוי. הכנס יצולם וישודר בשידור חי באתרי האינטרנט של יד יצחק בן-צבי ורשות העתיקות.
 

מחקר

25.06.2020
בעקבות ראשי החץ של האימפריות הקדומות

מחקר חדש שופך אור על הקשר בין ראשי החץ ששימשו את האימפריות הקדומות לבין האירועים ההיסטוריים בתקופת בית ראשון ושני

  • רוח
  • רוח

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב הציגו לראשונה מודל הקושר את ההבדלים בין ראשי חץ משלהי ימי הבית הראשון ומראשית ימי הבית השני עם האירועים ההיסטוריים, והצליחו להגדיר את הסוגים (הטיפוסים) השונים של ראשי החצים ששימשו את צבאות האימפריות במזרח הקדום. רבים מראשי החץ שנבחנו במחקר נמצאו בשכבות חורבן ממסעות המלחמה האשוריים והבבליים לארץ ישראל, ואחרים נמצאו באתרי ישוב שבהם חנו הצבאות הללו.

 

עת מלחמה ועת שלום

"חצים היוו מרכיב חשוב בתורת המלחמה בעולם הקדום, וחשיבותו של כלי נשק זה נעוצה בראש ובראשונה ביכולת הפגיעה באויב מרחוק", מסביר ד"ר גיא שטיבל. "שימוש בחצים לציד אמנם מוכר כבר מן הפרהיסטוריה, אולם התפתחות הכוחות הצבאיים עוד בתקופת הברונזה הקדומה הביאה לשימוש הולך וגובר בחץ ובקשת". במחקר השתתפו החוקרים פרופ' עודד ליפשיץ וד"ר שטיבל מהחוג לארכיאולוגיה ותרבויות המזרח הקדום, ותלמיד המחקר שון דוגאו, שכתב על הנושא את התזה שלו לתואר מוסמך. המחקר פורסם בכתב העת IEJ.

 

במסגרת המחקר החוקרים מציגים את המודל שהצליחו לפתח, המגדיר באופן מפורט ומדויק את התפתחות הטיפוסים של ראשי החץ החל מהמאה השביעית לפנה"ס. פרופ' ליפשיץ מסביר כי "יצירת הטיפולוגיה החדשה והתוויית ההליך האבולוציוני של טיפוסי החצים והייחוס הכרונולוגי שלהם, נותן כלי חדש לתיארוך, המאפשר לקשר את השכבות והאתרים שבהם נמצאו לפעילויות מלחמתיות של צבאות האימפריות שהתחוללו במרחב ארץ ישראל ומחוצה לה".

 

חצים עם מעוף

החוקרים מסבירים כי הסוגים השונים של ראשי החץ שבהם דן המחקר, התפתחו החל מהמאה השביעית לפנה"ס. ראשי החצים התלת-כנפיים הללו מתאפיינים במבנה אווירודינמי משופר ובמעוף יציב. נקודה חשובה שעלתה במחקר היא הפיתוח הפונקציונלי של ראשי החצים שחלקם נועדו לחדירת שריון כבד, שככל הנראה היה נפוץ יותר במזרח הים התיכון, בעוד שאחרים נועדו לירי מדויק ממרחק, והם מלמדים על טקטיקות הלחימה וההתמחות של קשתי המזרח, שנודעו ביכולתם המקצועית הגבוהה ובקשתות המורכבות רבות העוצמה שבהן עשו שימוש.

 

הטיפוס הקדום ביותר של ראש חץ מהטיפוס התלת-כנפי בעל הפותה ("ראש החץ הסקיתו-איראני") הופיע עם צבאות אשור כבר בראשית המאה השביעית לפנה"ס. במחקר מוצע לקשור אותו עם שכירי חרב שהיו בשירות הצבא האשורי או לגולים שהובאו לאזור מחלקה הצפוני של האימפריה האשורית. טיפוס זה של ראש חץ לא מופיע יותר בלבנט לאחר נסיגתה של האימפריה האשורית.

 

ראשי החץ שנמצאו

 

המחקר זיהה וריאנטים אחרים של טיפוס ראש חץ זה עם הפעילות הבבלית באזור, ובעיקר במהלך מסעות המלחמה של נבוכדנאצר השני. אחד מטיפוסי ראשי חץ אלה רווח בצבא הבבלי כבר בעת הקמתה של האימפריה ונמצא באתרים שהחריבו הבבלים באשור ובסוריה. יתכן שאומץ על ידי הבבלים מצבאות מדי או מבעלי בריתם הסקיתים, או שהיה בשימוש של שכירי חרב שהגיעו מהאזורים הללו. סוג נוסף התפתח בצבא הבבלי רק בהמשך ביסוסה של האימפריה והוא מאפיין את מסעות המלחמה הבבליים, שבהם חרבה גם יהודה וחרבו הערים העיקריות ביהודה, ובראשן ירושלים. אפשר שהפיתוח של ראש חץ מסוג זה והשימוש האינטנסיבי בו סייעו לכוחות הבבליים להביס את אויביהם. ראשי חיצים מסוגים אלה מופיעים גם במרכז המנהלי המפואר של רמת רחל, והם משמשים כעדות ברורה לנוכחות צבא בבלי במקום.

 

ראשי החצים האמורים מתוארכים לתקופות הפרסית וההלניסטית, כשחלקם תועדו גם בערי הבירה של הפחוות הפרסיות החשובות ובאתרי הקרבות הגדולים של מלחמות פרס ויוון. השימוש בטיפוסים אלה נמשך גם בתקופה ההלניסטית, וחלקם אף הוסיפו להתפתח ונמצאו בשימוש עוד בתקופה הרומית המוקדמת, שגם בקרב שורות הצבא הרומי נודעו הקשתים מהמזרח כטובים שבקשתים.

 

המלחמה פנים רבות לה

מחקר זה משתלב עם מגמת לימודים חדשה בחוגים לארכאולוגיה והיסטוריה של עם ישראל, שבמסגרתה יושם דגש על "המלחמה פנים רבות לה" – היסטוריה וארכאולוגיה של המלחמה בארץ-ישראל, תוכנית הוראה ומחקר לתואר מוסמך שנועדה ללימוד ובחינה שוברי גבולות ותחומים, כדי ללמוד את תופעת המלחמה שאין היסטורית ממנה ואין אקטואלית ממנה.

 

 

מחקר

08.06.2020
הברקה: כך הצליחו החוקרים להפוך אוויר לחשמל

חוקרים באוניברסיטת תל אביב פיתחו שיטה לייצור חשמל באמצעות אדי המים באוויר

  • סביבה

"הברק המוכר לכולנו הוא חשמל שנוצר ממים שנמצאים בעננים במצבי צבירה שונים – אדים, טיפות וקרח." מסביר פרופ' קולין פרייס מבית הספר ללימודי סביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר, שחוקר ברקים וסופות רעמים כ-30 שנה. "התופעה של ייצור חשמל ממים בלבד (במצבי צבירה שונים), מתאפשרת בזכות המבנה הייחודי של מולקולת המים: המולקולה, המורכבת מאטום חמצן  ו-2 אטומי מימן, מסוגלת להתפרק ליונים בעלי מטען חיובי או שלילי - וכך להעביר מטענים חשמליים למולקולות שכנות. לאחרונה, במסגרת החיפוש העולמי אחר אנרגיה מתחדשת מסוגים שונים, ביקשנו לבחון אפשרות להפיק חשמל ממים, כמו שקורה בטבע במקרה של ברקים".

 

צוות החוקרים בהובלת פרופ' פרייס, פיתח שיטה אפשרית לייצור אנרגיה חלופית מאדי המים באוויר. החוקרים בנו סוללה המתבססת על תופעה טבעית שנצפתה לאחרונה: כשהלחות באוויר מגיעה ל-60% ומעלה נוצר מתח חשמלי בין שני משטחי מתכת מבודדים המוצבים זה מול זה. במחקר השתתפו פרופ' הדס סערוני והדוקטורנטית ג'ודי לקס. המאמר התפרסם במאי 2020 בכתב העת Nature Scientific Reports.

 

יש מתח באוויר

בשלב הראשון בנו החוקרים במעבדה מעין סוללה: גליל מתכת מוארק – כלומר מאפשר מעבר של חשמל לקרקע, ובתוכו גליל מתכת מסוג אחר נוסף, שהוא מבודד לחלוטין ואינו מוארק. אחר כך הם יצרו בתא הניסוי רמות שונות של לחות, ומצאו כי כל עוד הלחות נשארה נמוכה, לא הצטבר מטען על גבי המתכות ולא נרשם מתח חשמלי. אולם, כאשר הלחות עלתה מעל 60%, נוצר בין שתי המתכות מתח חשמלי. בהמשך בדקו החוקרים כ-20 מתכות וסגסוגות נפוצות מסוגים שונים, כדי לקבוע איזה שילוב מפיק את המתח הגבוה ביותר.

 

"עד כה מצאנו שהמתכת המתאימה ביותר היא אבץ," אומר פרופ' פרייס. "באמצעות שני משטחי מתכת – אבץ ופלדת אל-חלד, הצלחנו להגיע למתח מירבי של 1 וולט. כדי לסבר את האוזן, סוללות AA או AAA שאנו מכירים משימוש יומיומי, מייצרות מתח של 1.5 וולט."

 

בשלב הבא לקחו החוקרים את מתקן הניסוי אל הסביבה הטבעית – על גג הבניין בקיץ התל אביבי הלח, והגיעו לאותן תוצאות: כשהלחות באוויר חוצה את קו ה-60% מתחיל להיווצר מתח חשמלי, ותוך זמן קצר הוא מגיע לערכו המקסימלי. המתח יכול להישמר גבוה במשך זמן רב, כל עוד הלחות באוויר נותרת גבוהה.

 

"בשלב זה המתקן שפיתחנו עדיין אינו שימושי, כי הוא מפיק מתח וזרם נמוכים מאוד, אך אנו סבורים שלשיטה שלנו יש פוטנציאל רב," מסכם פרופ' פרייס. " כיום אנחנו בוחנים את יעילותן של מתכות נוספות, וגם מחפשים ננו-חומרים סינטטיים מתאימים, שניתן לייצרם בכמויות גדולות ובמחירים כלכליים. כמו כן אנחנו חוקרים את התהליך הפיסיקלי שמאחורי התופעה. המטרה היא לייצר מתקן לשימושים שונים, כמו למשל תאורה בלילה, כשהלחות באוויר גבוהה יותר מאשר בשעות היום. אנחנו מאמינים שבעתיד יוכלו סוללות כאלה לשמש אוכלוסיות באזורים מתפתחים שאינם מחוברים לרשת החשמל, אך הלחות בהם גבוהה בכל ימות השנה – כמו למשל במדינות מתפתחות עם אקלים טרופי."

מחקר

08.06.2020
עושים סוף לחשש ממחסור באלכוהול רפואי

צוות חוקרים בהובלת פרופ' הדס ממן הצליח לייצר אתנול מפסולות חקלאיות בתהליך חדשני

  • רפואה ומדעי החיים

המאבק בנגיף הקורונה מתחיל בשמירה על היגיינה וחיטוי. לכן עם התפרצות הנגיף עלתה הדרישה לאלכוהול לצורך חיטוי. אלכוהול (אתנול) הוא חומר החיטוי הנפוץ ביותר, ומשמש לייצור האלכוג'ל שכולנו למדנו לאהוב, הספטול ודומיהם. נכון להיום, אין עדיין בישראל ייצור מקומי של אתנול, והיא תלויה לחלוטין בייבוא. כדי לסבר את האוזן, בשנת 2018 ייבאה ישראל 23,000 טונות של אתנול, שמרביתו מיוצר ממקורות מזון כגון תירס. הבעיה הופכת למשמעותית יותר בעת מגיפות, כאשר יש הסגרים כלליים ומגבלות ייבוא, כמו אלה שנתקלנו בהן בראשית ימי הקורונה.

 

מגזם עירוני לאלכוהול רפואי

פרופ' הדס ממן, ראשת התוכנית ללימודי הנדסת סביבה לתארים מתקדמים בפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן, הדוקטורנט רועי פרץ וצוות חוקרים נוספים במעבדה, עוסקים בטיפול בסוגי פסולת המהווים מטרד לאדם ולסביבה, ובהפיכתם לאלכוהול כתחליף דלק למשל. עם התפרצות מגיפת הקורונה, הם זיהו את בעיית המחסור של חומרי החיטוי בארץ. "הופתענו לגלות כי מדינת ישראל עדיין תלויה לחלוטין בייבוא אלכוהול לצורך חיטוי. מכאן ועד רתימת מחקר לייצור אלכוהול כחומר חיטוי למען המאבק בקורונה - המרחק היה קצר".

 

במחקר משותף של פרופ' ממן ופרופ' גרשמן באוניברסיטת חיפה-מכללת אורנים, הממומן על ידי משרד המדע, הדגים צוות החוקרים ייצור אתנול מסוגי פסולת מגוונים כמו גזם עירוני, בעזרת טיפול קדם בגז אוזון, והמרתה לאלכוהול בתהליך חדשני.

 

​שיטת טיפול פשוטה וזולה בפסולת

פרופ' ממן מסבירה כי "ההצלחה שלנו לייצר אתנול בצורה אפקטיבית מפסולות מגוונות כגון גזם עירוני וחקלאי, קש, פסולת נייר ובוצת נייר בעזרת טיפול קדם בגז אוזון, היא פריצת הדרך משמעותית. השימוש באוזון הוא שיטת טיפול קדם פשוטה וזולה להקמה ולהפעלה בעלת יתרונות רבים: היא כמעט ואינה מזהמת, אינה דורשת שימוש בחומרים מסוכנים וניתנת לביצוע בקנה מידה מקומי ועולמי. בימים אלו אנחנו מקימים באוניברסיטת תל אביב פיילוט יישומי לייצור אלכוהול לחומר חיטוי מפסולת מקומית. האתגר שלנו יהיה להעלות את רמת יעילות תהליך יצירת האלכוהול מסוגי פסולת רבים ככל האפשר". 

 

עוד אומרת פרופ' ממן כי "למחקר פוטנציאל רב, מכיוון שבישראל מיוצרים מדי שנה כ-620,000 טונות של פסולות צמחיות ודומות שאין להן שימוש. במחקר זה גם נטפל בבעיית הפסולות וגם נייצר מוצר בעל ערך רב, שיאפשר עצמאות למדינת ישראל בייצור אתנול. יתרון נוסף של התהליך שלנו: אפשר לעבד באמצעותו כמויות פסולת גדולות ומגוונות, וגם להטמיע את הטיפול קדם החדשני שלנו בחברות שמקיימים אצלן תהליכי התססה וזיקוק".

 

"פיתחנו גם שיטה חדשנית לייצור אתנול מפסולת מיחזור נייר וקרטון. בישראל בלבד נוצרים מדי שנה כ-35,000 טונות של פסולת תהליך מיחזור נייר, אשר בלא פתרון אחר משונעות להטמנה. תהליך ייצור האתנול שלנו מבוסס גם פה על טכנולוגיית אוזונציה חדשנית, שמאפשרת חימצון ופירוק של מרכיב הליגנין בפסולת, הידוע כמעכב את תהליך המרת הפסולת לאתנול. על בסיס תהליך זה נרשם לאחרונה פטנט בארה"ב", מסכמת פרופ' ממן.

 

תמונה ממפעל נייר חדרה

הררי פסולת נייר וקרטון במפעל נייר חדרה

 

בנימה אישית

"בעת שהותי בשנת שבתון בהודו, נחשפתי להשפעה הסביבתית של שריפת פסולות חקלאיות במעבר בין הגידולים על זיהום האוויר. נוכחתי לראות את ההחמרה במצב עקב שינויים אקלימיים, ואת השפעתם על משך ועוצמת המונסונים. כל אלה חיזקו אצלי את חשיבות המחקר שלנו על ניצול הפסולות החקלאיות ליצירת תהליך מבוזר, שיוכל לאפשר לחקלאים להרוויח מאי-שריפת הפסולות החקלאיות, להציע רווח סביבתי וחברתי לקהילה, והכי חשוב - לשמור על בריאות הציבור מפני מגיפות עולמיות",  מסכמת פרופ' ממן.  

מחקר

08.06.2020
מהצמחים באהבה

לראשונה: חוקרים רתמו את תהליך הפוטוסינתזה לייצור חומרים שונים, בתהליך ידידותי לסביבה

  • רפואה ומדעי החיים

תהליך הפוטוסינתזה משמש צמחים להפקת אנרגיה באמצעות קליטת אור ופירוק מים ופחמן דו חמצני. במחקר חדש של פרופ' יפתח יעקובי מהפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, בשיתוף חוקרים מאוניברסיטת אריזונה, הצליח הצוות לראשונה לרתום את תהליך הפוטוסינתזה המתרחש בעלים, לטובת ייצור דשנים, דלקים וכימיקלים, באופן שאינו פוגע באיכות הסביבה. פריצת הדרך המהפכנית תוביל בעתיד לייצור סוגים שונים של כימיקלים כמו אמוניה ומימן, ללא זיהום, תוך שמירה על איכות האוויר שאנו נושמים.

 

הסבה מקצועית לאצות

גז המימן משמש כיום לייצור דשנים כגון אמוניה, וגם כמקור אנרגיה פוטנציאלי חשוב ובלתי מזהם, היות ושריפתו באופניים חשמליים או במכוניות חשמליות פולטת רק אדי מים. צוות החוקרים בהובלת פרופ' יפתח יעקובי, בשיתוף  פרופסור קווין רדינג מאוניברסיטת אריזונה ותלמידיהם אנדרי קניגין ויובל מילרד, הצליח לאתר את הדרך שבה ניתן לחבר לעלי צמחים ואצות מכונות ננומטריות, ולייצר גז מימן באמצעות תאים של מיקרו אצות.

 

על מנת לרתום את הפוטוסינתזה לתהליכים כימיים שונים, יש צורך לאתר נקודה ספציפית שנקראת שקע חשמלי ננומטרי, בה ניתן לחווט אנזימים שונים המייצרים את חומרי המטרה המבוקשים כגון כימיקלים. החוקרים איתרו נקודה שכזו, והדגימו את פעילותה על ידי חיווט האנזים הידרוגנז, המייצר מימן גזי. אנזים ההידרוגנז הונדס בהצלחה לתוך תאים של מיקרו אצה ירוקה, ובזמן הפוטוסינתזה, הודות לחיווט הישיר, קלט באופן בלעדי את האלקטרונים הדרושים לפעולת ייצור מימן גזי, לפני שהם "נבלעו ונעלמו" לפעילויות אחרות. המחקר התפרסם בכתב העת המוביל .Energy and Environment Science

 

צעד נוסף לעתיד ירוק

ממצאי המחקר החדשני, שישמש כבסיס למחקרים נוספים בתחום, הוא צעד ראשון במהפכה בתחום האנרגיה הירוקה והתעשייה הכימית. הפוטוסינתזה יכולה כעת לשמש כפלטפורמה ליצירת אנרגיה מתחדשת ונקייה וליצירת "מפעלים ביולוגיים", המסוגלים לבצע טרנספורמציות כימיות בזכות אור השמש ומקור מים בלבד כספקי כוח.

 

בזכות הגילויים החדשים, מעריכים החוקרים כי תוך 10 שנים ניתן יהיה לרתום את תהליך הפוטוסינתזה לייצור אנרגיה, דשנים, דלקים וכימיקלים שונים, כל זאת באופן ירוק לחלוטין וללא פגיעה באיכות הסביבה.

 

מחקר

02.06.2020
מרכיבים את פאזל המגילות הגנוזות בעזרת הדנ״א

חיבור והפרדה של קטעי המגילות הגנוזות של מדבר יהודה בעזרת דנ״א עתיק פותח צוהר להבנת העולם הרוחני של היהדות

  • רוח

צוות רב-תחומי מאוניברסיטת תל אביב בשיתוף עם רשות העתיקות פיתח שיטות חדשניות לזיהוי ולניתוח דנ"א עתיק מעורות בעלי-החיים, שעליהם נכתבו מגילות מדבר יהודה. השלמת 'פיסות הפאזל' של המגילות הגנוזות התאפשרה לאחר שהחוקרים זיהו שרידי מגילות, שחתימתם הגנטית מלמדת שיוצרו מאותה חיה או מחיות קרובות גנטית, וכך הצליחו למיין את הקטעים לקבוצות טקסטים שונות. 

 

הצוות, בהובלת פרופ' עודד רכבי מהפקולטה למדעי החיים, פרופ' נועם מזרחי מהחוג למקרא, ופרופ' מתיאס יאקובסון מאוניברסיטת אופסלה שבשוודיה, בשיתוף פעולה עם פנינה שור וביאטריס ריאסטרה מרשות העתיקות, פרופ' דורותה הושון-פופקו מהפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל אביב, ופרופסור כריס מייסון מאוניברסיטת קורנל שבארה״ב, פענח את הדנ"א של החיות והשתמש בניתוח הקרבה הגנטית בין החיות כדי לקשר בין השרידים.

 

"יש הרבה פיסות של מגילות שלא ברור איך צריך לחבר, ואם נחבר בין פיסות לא נכונות, זה עשוי לשנות דרמטית את המשמעות של כל מגילה", מסביר פרופ' רכבי, ״בהנחה ששרידים שיוצרו מאותה כבשה שייכים לאותה מגילה, זה כמו לחבר חלקים בפאזל״. המחקר פורץ הדרך, שארך כשבע שנים, שופך אור חדש על המגילות ממערות מדבר יהודה. המאמר יופיע בכתב העת היוקרתי Cell ככתבת השער.

 

צוות החוקרות והחוקרים

 

פאזל של עשרות אלפי חלקים

מגילות מדבר יהודה הוא שם כולל לכ-25,000 קטעי קלף ופפירוס שהתגלו החל משנת 1947, רובם במערות קומראן ומקצתם באתרים נוספים במדבר יהודה. בין היתר, הקטעים מכילים את העותקים הקדומים ביותר של ספרי המקרא. כיום מטופלות המגילות במעבדות רשות העתיקות בירושלים, שם הן מנוטרות בשיטות מדעיות מתקדמות, ונשמרות בתנאים המדמים את התנאים שבהם שרדו במערות במשך 2,000 שנה.

 

מאז התגלית ההיסטורית, ניצבו החוקרים בפני האתגר העצום של מיון השרידים וצירופם מחדש לכמעט 1,000 מגילות, שרובן הוסתרו במערות קומראן, ערב חורבן בית שני בשנת 70 לספירה. אתגר מרכזי נוסף הוא לנסות ולהבין עד כמה הספרייה של מערות קומראן משקפת את כלל העולם הרוחני בימי סוף בית שני, או שמא מדובר באוסף בלתי-מייצג של קבוצה אחת, בני כת יוצאת דופן (שרוב החוקרים מזהים עם האיסיים), שבמקרה הגיע לידינו.

 

 

פרופ' רכבי מסביר: "דמיינו שישראל נהרסת עד היסוד ורק ספרייה אחת שורדת, ועוד ספרייה של כת מבודדת ואקזוטית. מה היינו יכולים להסיק, אם בכלל, מהספרייה הזאת על ישראל רבתי? כדי להבדיל בין מגילות שמאפיינות את הכת למגילות אחרות – ולכן גם מייצגות כנראה תפוצה רחבה יותר – ריצפנו את הדנ"א העתיק של עורות בעלי החיים שמהם יוצרו חלק מן הקלפים. ריצוף, פענוח והשוואת גנומים בני 2,000 שנה זה אתגר מסובך מאוד כשלעצמו – מה גם שהשרידים מתפוררים ואפשר לדגום רק כמויות מזעריות".

 

לדברי פנינה שור, מייסדת יחידת מגילות מדבר יהודה ברשות העתיקות, "האפשרויות הגלומות בבדיקות של דנ"א קדום בעורות המגילות מסעירות את הדמיון. כגוף האמון על המגילות, רשות העתיקות חותרת כל העת לשיתופי פעולה פורצי דרך עם גורמים בכל העולם, שיסייעו במיקסום הידע על הממצא החשוב ביותר של המאה ה-20. שיתוף הפעולה על מחקר הדנ"א עם אוניברסיטת תל אביב מצטרף לסל הכלים החדשניים בחקר המגילות. ההתקדמות המדעית והטכנולוגית מאפשרת היום למזער את ההתערבות הפיסית במגילות, ומאידך מעצימה את יכולות המחקר עליהן, ולכך אנחנו שואפים".

 

שיטות חדשניות לפתירת תעלומות היסטוריות

לאור המורכבות הרבה החוקרים פיתחו שיטות רגישות במיוחד כדי להפיק מספיק מידע מדנ"א עתיק – תוך כדי סינון קפדני של זיהומים אפשריים ותיקוף סטטיסטי של הממצאים. באמצעות שיטות אלו החוקרים הצליחו להתמודד עם האתגר שמציבה העובדה שחיות אינדיבידואליות מאותו המין (למשל שתי כבשים מאותו עדר) הן כמעט זהות זו לזו, ואפילו גנומים של מינים שונים (למשל כבשים ועיזים) דומים מאוד.

 

כמו כן, לצורך המחקר, צוות מיחידת המגילות של רשות העתיקות סיפק דגימות – לעתים רק אבק שגורד בזהירות מגב הקלפים – והעבירו אותן לידי פרופ' רכבי וצוותו: ד"ר שרית ענוה, מורן נויהוף, ד"ר הילה גינגולד ואור שגיא.

 

פרופ' רכבי מציין כי אחת התגליות המשמעותיות ביותר התגלתה כאשר נמצאו שני קטעי קלף שנכתבו על עור פרה. "כמעט כל המגילות שדגמנו התגלו כעשויות מעור של כבשים, ולכן רוב המאמץ הושקע במשימה המאתגרת מאוד לנסות לחבר יחד שרידים שיוצרו מעור של כבשה מסוימת, ולהבדיל אותם גנטית משרידים שנכתבו על עור של כבשים אחרות, בעלות גנום כמעט זהה לחלוטין", אומר פרופ' רכבי. "שתי הדגימות שהתגלו כעשויות מפרה שייכות לשני קטעים מספר ירמיה, וחשבו בעבר שאחד מהקטעים האלה אמור להיות מחובר לקטע מגילה אחר, שגילינו שהוא עשוי מעור כבש. חוסר ההתאמה בין החיות הפריך את האפשרות הזו. מעבר לכך, פרות זקוקות להמון עשב ומים, ולכן סביר מאוד שעור הפרה לא יוצר באזור מדברי, אלא הובא למערות קומראן ממקום אחר. לממצא הזה יש חשיבות מכרעת, שכן קטעי עור הפרה של ספר ירמיה שהופרדו שייכים למגילות המשקפות נוסחים שונים של ספר ירמיה, הנבדלים גם מן הנוסח בתנ"ך שאנחנו מכירים".

 

פתיחות החברה היהודית לנוסחים שונים של המקרא

מהמחקר עולה שקטעי המגילות שנכתבו בשיטה האופיינית לכתבים הכיתתיים ממערות קומראן קשורים גנטית זה לזה, ושונים מקטעים אחרים שנכתבו בשיטות אחרות שנמצאו באותן מערות בקומראן. מגילות שהובאו מן החוץ כנראה משקפות את כלל התרבות של יהדות התקופה, ולא רק את העולם הרוחני של אנשי הכת המזוהה עם המגילות.

 

התוצאות מלמדות על פתיחות החברה היהודית בימי הבית השני לנוסחים שונים של ספרי המקרא. הממצאים מחזקים את התפיסה שעבור היהודים שחיו בתקופה זו העיקר היה הפרשנות של משמעות הטקסט, לא הניסוח המדויק או הכתיב של התנ״ך.

 

ניתוח השושלות הגנטיות השונות של החיות שמהן יוצרו המגילות תורם להבנת תולדות המיסטיקה היהודית הקדומה והשפעתה.

מחקר

21.05.2020
מטים אוזן למחלות העבר

דרך בחינת הסימנים שמשאירה דלקת אוזניים על גולגולות עתיקות, מאתרים חוקרים גורמי סיכון שמשפיעים על רמת התחלואה המודרנית

  • רפואה ומדעי החיים

עד כמה משפיעים תנאי החיים המודרניים על רמת התחלואה בקרב בני אדם? צוות חוקרים בהובלת ד"ר הילה מאי מהמחלקה לאנטומיה ואנתרופולוגיה בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלרוממרכז דן דוד לחקר תולדות האדם במוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, רצו להבין את השפעת הסביבה על התחלואה בתקופות שונות. למסקנות שלהם הם הגיעו דרך בחינת גולגולות של בני אדם, שחיו באזורנו ב-15,000 השנים האחרונות, ובעזרת חיפוש אחר סימנים מובחנים, שמותירה בגולגולת דלקת אוזניים. הם גילו כי תנאי מחייה, הרגלי תזונה ואפילו אקלים, יכולים להשפיע על התחלואה במחלה זו, וזה לא הדבר היחיד שהם מצאו. הטו אוזן ושמעו.

 

האוזן התיכונה של אנשי המזרח התיכון הקדומים

"דלקת אוזניים היא מחלה שכיחה ביותר, בעיקר בגיל הרך, ומעל 50% מהילדים סובלים ממנה גם היום," אומרת ד"ר מאי. "המחלה נוצרת בעקבות זיהום חיידקי או ויראלי בדרכי הנשימה העליונות (הצטננות), שמייצר נוזלים המגיעים גם לאוזן התיכונה. אצל ילדים קטנים תעלות הניקוז שאמורות להוביל את הנוזלים מהאוזן התיכונה ללוע עדיין אינן מפותחות דיין, ולכן הנוזלים מצטברים באוזן וגורמים לדלקת".

 

"עד לגילוי האנטיביוטיקה במאה ה-20, הייתה זו ברוב המקרים מחלה ממושכת ואף כרונית, שאף גרמה לחירשות ולתמותה רבה בעקבות סיבוכים. הדלקות הממושכות גרמו לשינויים בעצם הדופן של האוזן התיכונה, שנשארים לאורך כל החיים וניתנים לזיהוי גם אצל האדם הבוגר. לכן, כשביקשנו לחקור תחלואה באוכלוסיות קדומות בארץ ישראל, בחרנו להתמקד במחלה זו, ופיתחנו שיטה מיוחדת לזיהויה, בגולגלות שנחשפו בחפירות מתקופות שונות לאורך ההיסטוריה".

 

שיטות ייחודיות, שפותחו במעבדתה של ד"ר מאי, אפשרו לחוקרים לאתר סימנים שהותירו דלקות ממושכות בדופן האוזן התיכונה. הממצאים מעידים כי שכיחות דלקות האוזניים הושפעה ישירות מתנאי המגורים ומהאקלים ששרר באזור בתקופות שונות, כאשר צפיפות, היגיינה ירודה, תזונה, קור ומשקעים מרובים מגבירים את תפוצת המחלה.

 

מסבירה ד"ר מאי: "האוזן התיכונה היא אחד האזורים השמורים ביותר בגולגולת, ולכן, כדי לצפות בה מבלי לגרום נזק לעצמות הגולגולת, פיתחנו מספר שיטות חדשניות המסתמכות על טכנולוגיות מתקדמות: צילמנו את האזור באמצעות וידיאו-סקופ, מצלמה זעירה המורכבת בקצהו של צינור גמיש שהוחדר דרך האוזן, וסרקנו את התמונות במיקרו-CT בעל רזולוציה גבוהה. בנוסף, בחנו את העצמות תחת מיקרוסקופ אור."

 

במחקר השתתפו ד"ר קאטרינה פלורנובה ממרכז דן דוד ומהפקולטה לרפואה וד"ר אילן קורן מהפקולטה לרפואה. המאמר פורסם באפריל 2020 בכתב העת International Journal of Osteoarchaeology.

 

מגורים ב-Open space, צריכת מוצרי חלב ושינויי אקלים

ממצאי הבדיקות מצביעים על שכיחות גבוהה יחסית של דלקות אוזניים בקרב אוכלוסיות של ציידים, לקטים וחקלאים מוקדמים, בתחילת המעבר לחקלאות וליישובי קבע. התחלואה הגבוהה ביותר, שהגיעה עד 80% מהגולגולות שנבדקו, נמצאה בסביבות 6,000 שנה לפני זמננו (התקופה הכלקוליתית).

 

לדברי ד"ר מאי, יש לכך הסבר: "ידוע לנו מחפירות ארכיאולוגיות, שבתקופה זו התגוררו האנשים בבתים הבנויים מחלל אחד, כאשר כל הפעילויות התקיימו באותו חלל - בישול, לינה, גידול בע"ח וכד'. כתוצאה מכך, הצפיפות בבית הייתה גדולה יחסית, ותנאי ההיגיינה היו ירודים וכללו זיהום אויר. לכך נוספו עוד שני גורמים אפשריים בתקופה הכלקוליתית: שינוי תזונתי - תחילת צריכה של מוצרי חלב, ושינוי האקלים - ירידה בטמפרטורה ועלייה בכמות המשקעים".

 

בתקופות מאוחרות יותר, לדבריה, השתנו התנאים: הבתים היו גדולים יותר וכללו מספר חדרים, בהם אזורי 'התמחות' כמו המטבח שמוקם בחדר נפרד או בחוץ, ושיכון בעלי החיים במבנה נפרד. השינוי באורחות החיים ובאקלים משתקף בירידה בתחלואה.

 

הבנת מחלות העבר תוביל למציאת תרופות למחלות ולמגיפות ההווה

"המחקר שלנו עוסק בהשפעת הסביבה וההתנהגות על התחלואה, ומסתמך לשם כך על מחלה נפוצה, שככל הנראה מלווה את המין האנושי מראשית קיומו - דלקת אוזניים", מסכמת ד"ר מאי. "הבנת האופן בו מחלות מופיעות, מתפשטות ונעלמות לאורך ההיסטוריה האנושית יכולה לסייע במניעת ובמציאת פתרון למחלות עכשוויות, כולל מגיפת הקורונה. המחקר מצביע בבירור על גורמי סיכון, ומראה כיצד שינוי באורח החיים יכול להשפיע על שכיחות המחלה. אנו רואים כי בשני המקרים - דלקות אוזניים וקורונה, ריחוק חברתי והקפדה על היגיינה מפחיתים את תפוצת המחלה, בעוד שתנאי מחיה צפופים ולא היגייניים גורמים להדבקה מוגברת".

 

 

מחקר

18.05.2020
קורונה, אנחנו יודעים מאיפה באת

ריצוף גנומי של נגיף הקורונה מאפשר התחקות אחרי המדינות שמהן הנגיף הגיע לישראל ואת מסלול ההדבקות בתוכה

  • רפואה ומדעי החיים

חוקרים באוניברסיטת תל אביב בהובלת ד"ר עדי שטרן מהמחלקה למיקרוביולוגיה מולקולרית וביוטכנולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס.וייז, ריצפו לראשונה את הגנום של נגיף הקורונה כפי שהוא מופיע בישראל. הריצוף איפשר לחוקרים לזהות מוטציות ספציפיות המעידות על שרשראות הדבקה ועל נתיבי תנועתו של הנגיף מחו"ל לישראל וממקום למקום בתוך המדינה.

 

המחקר מתבסס על ניתוח רצפים גנומים של מעל 200 חולים בישראל, ועל פריסה גיאוגרפית של בתי החולים בישראל, שיחד מהווים מדגם מייצג לכלל האוכלוסייה במדינה. המחקר פורסם באתר medRxiv לצורך שיתוף מיידי עם קהיליית המחקר העולמית.

 

ד"ר עדי שטרן מהמחלקה למיקרוביולוגיה מולקולרית וביוטכנולוגיה בפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל אביב מסבירה שווירוס הקורונה מאופיין בכך שהוא צובר מוטציות בצורה קצובה. מוטציות אלו לא משפיעות על הנגיף (הוא נשאר יציב, והאלימות שלו לא משתנה), אך מאפשרות להתחקות אחרי שרשרת ההדבקה ממדינה למדינה. למשל, בתחילת המגיפה בסין נוספה מוטציה אחת עד שתיים. נגיף עם מוטציה אחת כזו נדד לאירופה וצבר עוד מוטציות, ומשם לארה״ב וכן הלאה. לכן המוטציות מהוות סוג של ברקוד שמאפשר מעקב ממדינה למדינה.

 

התמונה המלאה של שרשרת ההדבקות

במסגרת המחקר החוקרים השוו את הרצפים הגנומים שנמצאו בקרב החולים בישראל ל-4,700 רצפים גנומים ממדינות שונות בעולם, וכך התקבלה התמונה המלאה של "שרשרת ההדבקות לתוך ישראל ובתוך ישראל".

 

מהמחקר עולה שיותר מ-70% מהחולים בישראל נדבקו בנגיף שמקורו בארה"ב, כלומר נשאים שנדבקו בארה"ב "והביאו" איתם את הנגיף לישראל. כמו כן, כמעט 30% מהחולים משתייכים ל"שרשראות הדבקה" שמקורן במדינות אירופה: בלגיה (כ-8%), צרפת (כ-6%), אנגליה (כ-5%), ספרד (כ-3%) , איטליה (כ-2%), אוסטרליה (כ-2%), פיליפינים (כ-2%), רוסיה (כ-2%). יצוין כי על אף שבכל הרצפים הגנומים מזהים את סין כנקודת הפתיחה, כמעט אין בישראל הדבקות שמקורן בסין או במדינות אסיה האחרות.

 

המחקר גם זיהה צבר של חולים שבהם הגנום היה זהה ב- 100%. המשמעות: חלק ניכר מהמגיפה בישראל היא תוצאה של חולים שהם ״super-spreaders״ שתרמו להדבקה המונית. הנתונים המתקבלים מהמחקר יכולים לסייע רבות למקבלי ההחלטות בסוגיות כמו הטלת סגר, פתיחת גבולות וכדומה.

 

במחקר השתתפו: הסטודנטים למחקר דניאל מילר, נועם הראל, טליה קוסטין, עומר תירוש ומורן מאיר מאוניברסיטת תל אביב, וכן חוקרים מאוניברסיטת אמורי בארה"ב, ממכון גרטנר בשיבא, מהמכון הטכנולוגי חולון ומהמרכזים הרפואיים שיבא, אסותא אשדוד, הדסה עין כרם, פוריה, סורוקה וברזילי, וכן מרכז הגנום בטכניון.  

מחקר

14.05.2020
עושים טירונות לקורונה

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב יבצעו בשיתוף חיל הרפואה מחקר לזיהוי נוגדנים נגד נגיף הקורונה

  • רפואה ומדעי החיים

מחקר משותף של אוניברסיטת תל אביב וחיל הרפואה אורז את הקיטבג ויוצא לדרך. מדובר בבדיקות סרולוגיות מדויקות ומהירות לזיהוי נוגדנים נגד נגיף הקורונה, שפותחו במעבדתם של פרופ' גרליץ ופרופ' מוניץ מהמחלקה למיקרו-ביולוגיה ולאימונולוגיה קלינית בפקולטה לרפואה, והן יאפשרו לחוקרים ללמוד על התחלואה בנגיף בצה"ל, לזהות חיילים וחיילות שנחשפו לנגיף וכאלו שפיתחו נוגדנים ואולי אף עמידות לנגיף, וכן להיערך לקראת גל ההתפרצות הבא.

 

תנו לצה"ל לנצח (את הנגיף)

פרופ' גרליץ ופרופ׳ מוניץ כבר החלו במחקר, בו מבוצעות בדיקות לאיתור נוגדנים ועמידות חיסונית נגד נגיף הקורונה בקרב משרתי צה"ל. מטרת הבדיקות המתבצעות בשיתוף חיל הרפואה היא להעריך את שיעורי ההתפרצות בצבא, להבטיח את הכשירות המבצעית של היחידות השונות, ולסייע לצה"ל להיערך לקראת גל ההתפרצות הבא. הבדיקה מאפשרת לזהות את האוכלוסייה המודבקת אשר אינה מפתחת סמני מחלה (הא-סמפטומטים), וכן את האוכלוסייה שנחשפה לנגיף בעבר.

 

לדברי סא״ל ד״ר אריק פורר מחיל הרפואה: ״מחקר זה מאפשר לבחון כלי חשוב ומשמעותי במאבק במגיפת הקורונה. בדיקות הנוגדנים הנבחנות במחקר זה עשויות לשפוך אור על היקפי התחלואה בצה"ל, ולסייע בהיערכות צה"ל וחיל הרפואה לגל מגיפה נוסף".

 

בדיקה מדויקת ומהירה

פרופ' מוניץ ופרופ' גרליץ מציינים שעד כה בדיקות הקורונה התמקדו בעיקר בזיהוי הגנומי של הווירוס על ידי ראקציית RT-PCR, המתבצעת באמצעות המטוש. יעילות בדיקה זו, אשר אורכת בממוצע כ-5 עד 6 שעות, הינה מוגבלת, והיא מאפשרת לזהות אך ורק את החולים בחלון זמן מאד מצומצם, בו יש נוכחות של הנגיף בדרכי הנשימה. כמו כן, בדיקת ה- RT-PCR נחשבת לפחות יעילה כאשר בוחנים את מגמות התחלואה על כלל האוכלוסייה.

 

הבדיקה הסרולוגית אשר מבצעים פרופ׳ גרליץ ופרופ׳ מוניץ במסגרת המחקר בצה״ל, פותחה במעבדת המחקר שלהם בשיתוף פעולה עם חברת 'תעשיות ביולוגיות ישראל בית העמק'. הבדיקה מהירה, ספציפית ורגישה, ונבחנת בימים אלו על ידי מנהל המזון והתרופות האמריקאי (ה-FDA), לצורך קבלת אישור מטעמם. על סמך מחקרים קודמים, הבדיקה הסרולוגית מאפשרת לזהות את האוכלוסייה המודבקת אשר אינה מפתחת סמני מחלה (הא-סמפטומטים), וכן את האוכלוסייה שנחשפה לנגיף בעבר.

 

הבדיקה דומה באופייה לבדיקות דם רגילה, וניתן לקבל תוך שעה תשובה אמינה ומדויקת, מה שלמעשה מכפיל פי 5 את קצב הבדיקות ביחס לבדיקות PCR. הבדיקה מאפשרת "מבט על" על מגמות התחלואה השונות באוכלוסייה בכלל ובצה״ל בפרט. בנוסף, בדיקה זו מאפשרת לזהות את הנוגדנים גם חודשים ארוכים לאחר החשיפה לנגיף ופיתוח תסמיני המחלה.

 

גם כמות וגם איכות

פרופ' מוניץ ופרופ' גרליץ מדגישים כי שיתוף הפעולה המחקרי עם צה"ל יאפשר לערוך בדיקות המוניות, ולקבל אינדיקציה באשר לאותם חיילים שנדבקו במחלה (סמפטומטים וא-סמפטומטיים) ופיתחו נוגדנים כנגד הנגיף, ובנוסף גם לזהות את אותם חיילים אשר טרם נדבקו, ועשויים להיחשף לנגיף בגל ההתפרצות הבא.

 

סא״ל ד״ר פורר מסכם: ״שיתופי הפעולה המחקריים עם חוקרים העומדים בחזית העשייה המדעית, מאפשרים לחיל הרפואה להיות ארגון בריאות מוביל ולבחון את השימוש באמצעים המתקדמים ביותר, על מנת לדאוג לרווחת המשרתים בצה"ל ולבריאותם. בסיכום המחקר ייבחנו האפשרויות לשלב בדיקות מסוג זה ככלי רוטיני במאבק בקורונה״.

פרופ' ג'וני גרשוני

מחקר

19.04.2020
בדרך לתרופה: אושר בארה"ב הפטנט של פרופ' ג'וני גרשוני לחיסון

השיטה הייחודית מבוססת על תקיפת הנקודה הפגיעה ביותר של הנגיף, בה הוא נקשר לתא האנושי כדי לחדור אליו

  • רפואה ומדעי החיים

פרופ' ג'וני גרשוני מבית הספר לביולוגיה מולקולרית של התא ולביוטכנולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס וייז, קיבל לאחרונה אישור מרשות הפטנטים של ארה"ב עבור פטנט על חיסון חדשני לנגיפים ממשפחת הקורונה.

 

החיסון מתבסס על פגיעה ב'עקב אכילס' של הנגיף: אזור בחלבון המעטפת של הנגיף שנקרא RBM, שבאמצעותו הנגיף נקשר לקולטן בתא האנושי כדי לחדור אליו. הפטנט אושר במרץ 2020.

 

רגע האמת של מחקר בן שלושה עשורים

"אני חוקר את יחסי הגומלין בין נגיפים לבין הקולטנים שלהם בתאים אנושיים כבר יותר מ-35 שנה," אומר פרופ' גרשוני. "ב-2004, בשלהי מגפת הSARS , התחלנו לחקור את הנגיף שחולל אותה, ובהמשך חקרנו גם את נגיף MERS  - שניהם נגיפים ממשפחת הקורונה. על סמך מחקרים אלה פיתחנו שיטת חיסון שעשויה להיות יעילה במיוחד, ואף הוצאנו פטנט. נגיף הקורונה החדש SARS CoV2, הגורם ל-COVID-19, מצא אותנו מוכנים. בתוך זמן קצר נוכל להתאים את הגישה שלנו כפלטפורמה לפיתוח חיסון חדשני ויעיל לקורונה".

 

החידוש בשיטת החיסון שפיתח פרופ' גרשוני הוא האפשרות למקד את התגובה החיסונית בנקודה הרגישה והפגיעה ביותר של הנגיף. "עיקרון הפעולה של חיסונים, ככלל, הוא שהם גורמים למערכת החיסון לפתח נוגדנים שמזהים את הנגיף או חלק ממנו, מתבייתים עליו ונקשרים אליו. בדרך זו חוסם הנוגדן את הנגיף ומונע ממנו להיקשר לתאים בגוף ולהדביק אותם," מסביר פרופ' גרשוני וממשיך "היום, במאמץ העולמי לפיתוח חיסון לקורונה, מתמקדים החוקרים בחלבון המעטפת של נגיף הקורונה, שתפקידו להכשיר את הדרך לחדירה לתאים אנושיים. ההנחה היא שנוגדנים שהגוף ייצור בעקבות החיסון יתבייתו על חלבון המעטפת וינטרלו את הנגיף. החיסון שאנחנו מפתחים יספק למערכת החיסון מטרה ממוקדת יותר, ובכך יגביר את יעילות החיסון".

 

להתמקד בנקודת התורפה של הנגיף

פרופ' גרשוני מסביר שחלבון המעטפת בו עוסקים רוב המחקרים הוא חלבון גדול, שכולל כ-1,200 חומצות אמיניות. חלק מהחוקרים צמצמו את עבודתם לאזור בחלבון בשם S1 שבו כ-650 חומצות אמיניות, ואחרים הצליחו להתמקד באזור של כ-200 חומצות אמיניות המכונה RBD (אתר ההיקשרות לקולטן, Receptor Binding Domain). הבעיה היא שהאזורים הגדולים הללו כוללים מגוון מטרות, מערכת החיסון מייצרת נוגדנים עבור כולן ללא אבחנה, וההתפרסות מפחיתה את יעילות החיסון.

 

בנוסף, בניסויים שערכו בנגיפי SARS ו-MERS, מצאו שכשאזור המטרה עליו מתבייתים הנוגדנים גדול מדי - הנגיף מפתח אסטרטגיות חכמות שמאפשרות לו לחמוק מהנוגדנים, ועלול אף להחמיר את המחלה. "לכן ככל שנצמצם את המטרה ונמקד את המתקפה, כך תגדל יעילותו של החיסון", קובע פרופ' גרשוני. "בתוך ה-RBD יש אזור קטן עוד יותר, של כ-50 חומצות אמיניות, שנקרא RBM ((Receptor Binding Motif, והוא האתר המדויק שמזהה וקושר את הקולטן שעל התא האנושי, כדי לחדור אליו ולבצע הדבקה. ה-RBM הוא נקודת התורפה של הנגיף, בלעדיו אין הדבקה, ולכן הנגיף נוקט באמצעים מרחיקי לכת כדי להסתירו מפני מערכת החיסון האנושית. הדרך הטובה ביותר 'לנצח במלחמה' היא לפתח חיסון שמתמקד ספציפית ב-RBM".

 

במחקרים קודמים שעסקו בנגיפי SARS ו-MERS הצליחו פרופ' גרשוני וקבוצתו לגבור על אתגרים טכניים מורכבים כדי לבודד ולשחזר את אזור ה-RBM של הנגיף – צעד חיוני בדרך לפיתוח חיסון. כעת הם מתאימים את הטכנולוגיה שפיתחו נגד נגיף הקורונה החדש SARS CoV2, הגורם למחלת הקורונה (COVID-19). עבור פיתוח זה הגישה חברת היישום של האוניברסיטה "רמות" בקשה לפטנט בארה"ב והוא כעת בתהליכי בחינה.

 

"ב-15 שנות מחקר בנינו בסיס איתן לפיתוח חיסון לקורונה הנוכחית, על סמך הניסיון שרכשנו בפיתוח RBM לנגיפיSARS  ו-MERS," מסכם פרופ' גרשוני. "בהמשך אנחנו מתכוונים, באמצעות חברת רמות, להעביר את הטכנולוגיה לתעשייה, לצורך פיתוח וייצור המוני של חיסון שינטרל את איום הקורונה בכל העולם".

מחקר

06.04.2020
סיסי הכותל לא נמים ולא ישנים

מחקר מצא כי סיסי החומות המקננים בין אבני הכותל המערבי פעילים 24/7 בשל התאורה החזקה במקום

  • רפואה ומדעי החיים

"סיס החומות הוא ציפור יומית קטנה, שמגיעה לארץ בפברואר מדי שנה כדי לקנן," מסבירה פרופ' קרונפלד-שור מהפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס.וייז, שחוקרת את השעון הביולוגי בבעלי חיים מסוגים שונים. "הסיסים מקננים בנקיקים שבחומות ובמצוקים, ואף מצאו בית גידול חדש על קירות גבוהים שבנה האדם. בעונת הרבייה הם בדרך כלל פעילים בשעות היום, אז הם עוסקים בציד חרקים מעופפים ובהאכלת הגוזלים. בלילה הם שבים לקן, דוגרים על הביצים או מחממים את הגוזלים לאחר שבקעו. בכותל המערבי, שמציע להם נקיקים רבים לקינון, יש מושבה גדולה של סיסים. במחקר שלנו ביקשנו לבדוק האם התאורה החזקה לאורך הלילה משפיעה על שגרת הפעילות שלהם."

 

לפני כשנה, סטודנטית מהמעבדה ביקרה בכותל, ושמה לב שמערכת התאורה הוחלפה. המערכת החדשה פועלת במשך כל שעות הלילה בעוצמה גבוהה מאוד של 120 לוקס (יחידה למדידת שטף אור). ד"ר ערן עמיחי, אף הוא חוקר במעבדה, פנה לרב הכותל וקיבל ממנו אישור לחקור את השפעת האור על סיסי החומות המקננים במקום.

 

ציפורי לילה

במהלך שבועיים בחודש מאי 2019 הקליט ד"ר ערן עמיחי מהמחלקה לזואולוגיה את הקולות האופייניים שמשמיעים הסיסים כשהם ערים, ב-4 אתרי קינון שונים: בכותל המערבי, באוניברסיטת בר-אילן, בתל אביב ובמצוק במדבר יהודה. כמו כן נמדדו רמות התאורה בלילה במקומות אלה: 120 לוקס בכותל, 4 לוקס בבר-אילן, 1 לוקס בתל אביב ו-0.005 לוקס במדבר. "מצאנו שבמדבר, בחיק הטבע, הסיסים התעוררו בזריחה והפסיקו את פעילותם עם שקיעת השמש; בתל אביב ובבר-אילן הם נדמו מעט לאחר שקיעת השמש, ואילו בכותל הם היו פעילים לאורך כל הלילה," אומרים החוקרים.

 

היבט נוסף של המחקר היה בדיקת תזונתם של הסיסים. "בשעות היום הסיסים ניזונים מחרקים מעופפים פעילי יום," אומרת פרופ' קרונפלד-שור. "רצינו לברר אם בלילה הם צדים גם עשי לילה, שנמשכים אל האור ובדרך כלל ניצודים על ידי עטלפי חרקים. בדיקה של גללי הסיסים בכותל העלתה כי הם אכן מכילים קשקשים של עשים."

 

השפעת זיהום אור על בעלי חיים

לדברי החוקרים, הממצאים מעידים כי לזיהום האור יש השפעה מכרעת על בעלי החיים ועל בתי הגידול הנחשפים לאור מלאכותי בשעות הלילה. "ההשפעות יכולות להיות שליליות וגם חיוביות, ועל פי רוב לא ניתן לצפות אותן מראש," אומרת פרופ' קרונפלד-שור. "לדוגמה: יש מקומות שבהם העשים הם מאביקים חשובים של צמחים מסוימים, ופגיעה בהם עלולה לפגוע גם בהאבקה; מצד שני, עבור הסיסים מהווים העשים מקור מזון איכותי, שעשוי לאפשר להם לשגשג ואף להאיץ את גדילת הגוזלים. עם זאת, ייתכן שסיסים הנעדרים מהקן בלילה אינם דוגרים על הביצים ואינם מחממים את הגוזלים במידה אופטימלית, וגם לכך עלולות להיות השלכות. בנוסף, יתכן שעטלפי החרקים נפגעים מהתחרות החדשה על מזונם, ויש גם עדויות שהחשיפה לאור בלילה גורמת לנזק מצטבר ואף למחלות." בשורה התחתונה, סבורים החוקרים, מחקר זה הוא רק ההתחלה... הוא מעלה מגוון רחב של סוגיות ושאלות מסקרנות, שמצריכות מחקר נוסף, וייתכן שזו הסיבה שהוא משך את תשומת לבם של מדענים רבים כל כך בכל העולם.

 

אחד ממאה מחקרים מובילים בעולם

הסיסים רגילים לגמוע מרחקים ארוכים בנדודיהם, אבל שמם של סיסי הכותל יצא למרחוק בזכות המחקר בהובלת פרופ' נגה קרונפלד-שור וד"ר ערן עמיחי. המחקר נכלל ברשימת 100 המחקרים המובילים בקטגוריית 'מספר ההורדות מהאינטרנט' – מבין 19,871 מאמרים מדעיים שפורסמו במהלך 2019 בכתב העת המדעי היוקרתי Scientific Reports (מקבוצת Nature). המאמר, שפורסם ביולי 2019, הורד 14,944 פעם במהלך השנה, ומאז כבר חצה את סף ה-15,000. כרגע הוא ממוקם במקום ה-58 ונמצא במגמת עלייה. במכתב הברכה שנשלח לחוקרים כתב העורך הראשי: "זהו הישג יוצא דופן (המעיד כי) עבודתכם המדעית היא בעלת ערך ממשי לקהילת המחקר."

 

"אנחנו חושבים שהמאמר עורר עניין כה רב כי הוא עוסק בנושא סביבתי מרכזי, שנחקר רבות בשנים האחרונות: השפעת זיהום אור על בעלי חיים," מסכמת פרופ' קרונפלד-שור. "המקרה שחקרנו, השפעת התאורה החזקה בכותל המערבי על סיסי חומות המקננים בין אבני הכותל, מדגים מקרה קיצוני שבו שורר במקום אור חזק במשך כל שעות הלילה. לכן הוא הניב ממצאים חד-משמעיים שקשה להשיגם במרבית המחקרים בתחום."

 

Postscript First

This is a debugging block

Postscript Second

This is a debugging block

Postscript Third

This is a debugging block

Postscript Fourth

This is a debugging block