חדשות

NEWS

מה מעניין אותך?

כל הנושאים
מוזיאון הטבע
אמנויות
מוח
הנדסה וטכנולוגיה
חברה
מדעים מדויקים
ניהול ומשפט
סביבה וטבע
רוח
רפואה ומדעי החיים
חיי הקמפוס
חוקרים.ות את החדשות

מחקר

06.01.2022
תורת המשחקים של הווירוסים

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב גילו מנגנון חדש ומרתק לתקשורת בין וירוסים של חיידקים

 

  • רפואה ומדעי החיים

פאג'ים הם וירוסים שתוקפים חיידקים. פאג'ים רבים מסוגלים להימצא באחד משני מצבים: מצב פעיל (ליזיס), שבו הפאג'ים תוקפים את החיידק והורסים אותו, ומצב רדום שבו הפאג'ים נמצאים במצב פסיבי בתוך החיידק ומשתכפלים יחד איתו, אך לא מבצעים פעולות הרסניות (ליזוגניה). פאג'ים מסוג זה צריכים להחליט האם להכנס למצב הרדום או התוקפני בכל פעם שבו הם מדביקים חיידק חדש. היה והחליטו להכנס למצב הרדום, על הפאג'ים להחליט מתי "להתעורר" ולעבור למצב ההתקפי. כמו בכל דילמה, חשוב שההחלטה תתבסס על מידע מוצק ומהימן.

 

מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מצא כי בדומה לתורת המשחקים של בני האדם, כך גם הפאג'ים עושים שקלול של כל האפשרויות העומדות בפניהם ולבסוף מקבלים החלטה מושכלת בטרם יעברו ממצב רדום למצב של התקפה. המחקר נערך בהובלת פרופ' אביגדור אלדר מבית הספר שמוניס למחקר ביו-רפואי וחקר הסרטן באוניברסיטת תל אביב, יחד עם תלמידיו ושותפיו ממכון ויצמן למדע. המחקר פורסם החודש בעיתון היוקרתי Nature Microbiology.

 

החוקרים מסבירים כי עד היום ניכר היה שהמידע המרכזי שעליו מתבססים הפאג'ים בטרם ההחלטה להתעורר, הוא מצבו של החיידק הספציפי שבו הם מתארחים. ההנחה המדעית הייתה שברגע שהחיידק מראה נזקים משמעותיים לדנ"א שלו (מעין "פרפורי גסיסה"), משתלם לפאג' המתארח לעזוב אותו, ולנסות את מזלו בהדבקה של חיידקים שכנים.

 

המחקר הנוכחי גילה מנגנון נוסף לתקשורת בין החיידקים לווירוסים, ולפיו במשפחות מסוימות של פאג'ים התפתחה אסטרטגיה מורכבת יותר של החלטה, מעין "תורת המשחקים של הפאג'ים", שבה המידע שמגיע לפתחו של הפאג' איננו מגיע אך ורק מהחיידק המארח כי אם גם מחיידקים שכנים.

 

מה קורה אצל השכנים?

פרופ' אביגדור אלדר מסביר: "כשהווירוס רדום בתוך התא החיידקי הוא מאלץ את החיידק להפריש כל הזמן מולקולות תקשורת קטנות ששמן ארביטריום, להן הוא מסוגל להאזין ע"י קולטן ייעודי. לפיכך, רמה גבוהה של מולקולות אלו מעידה על כך שהחיידקים השכנים מכילים אף הם כבר פאג'. במקרה כזה, גם אם יש נזק דנ"א, הפאג' נמנע מלעבור למצב התוקפני. מכיוון שכל חיידק יכול להכיל פאג' רדום אחד בלבד, ההחלטה של הפאג' הינה מושכלת – עדיף לתת לחיידק המארח לנסות ולתקן את עצמו ולא 'לבגוד' בו, מכיוון שיתר השכנים כבר 'תפוסים'".

 

במהלך המחקר, השתמשו פרופ' אלדר וצוותו בשורה של שיטות גנטיות וביו-מולקולריות, שמטרתן לעקוב אחר אותות התקשורת הביוכימית בין החיידקים לפאג'ים. במאמר קודם הראו החוקרים ע"י שימוש בסימון פלואורוסצנטי, כי התקשורת שבה משתמש הפאג' ומשפחה גדולה של מערכות תקשורת דומות (הידועות באופן כללי יותר כמערכות 'חישת מניין') משמשות לחישה של שכנים קרובים בלבד. "למעשה, החיידקים פיתחו שתי מערכות תקשורת נפרדות, אחת לתקשורת לטווח ארוך ואחרת לתקשורת לטווח קצר בלבד, המשמשת אותם לחוש במצב של שכניהם המיידיים", אומר פרופ' אלדר, "במקרה של הפאג', התקשורת נשלטת על ידו, וכל מה שמעניין אותו היא האם שכניו הקרובים, אותם הוא יכול להדביק בקלות, כבר תפוסים או לא".

 

פרופ' אלדר מסכם: "לפני מספר שנים קבוצתו של פרופ' רותם שורק ממכון ויצמן זיהתה לראשונה מערכות תקשורת בין פאג'ים. מערכות אלו היו ידועות זה זמן רב בין פרזיטים מולקולריים אחרים של חיידקים (המכונים פלסמידים). החידוש בעבודתנו הוא ההבנה שפאג'ים משתמשים בתקשורת גם במצב הרדום ובכך שהצלחנו לפענח מרכיבים קריטיים להבנת הדרך בה הפאג'ים משלבים מידע על מצב המארח שלהם ומידע על מצב השכנים. בכך עשינו צעד חשוב נוסף לקראת פענוח עולם התקשורת וה'כלכלה ההתנהגותית' של הווירוסים. לפאג'ים יש יכולת מעולה לבצע עיבוד נתונים מושכל ולקבל את ההחלטה שתוביל להישרדותם המיטבית. יהיה מעניין לראות האם וירוסים של יצורים מורכבים יותר שעומדים בפני החלטות דומות פיתחו גם הם שיטות תקשורת מקבילות".

 

 

אסלת אבן בת 2,700 שנה (צילום: יולי שוורץ, רשות העתיקות)

מחקר

04.01.2022
דפוסי ההיגיינה של עשירי ירושלים בימי בית ראשון

המעמד הגבוה סבל ממחלות מדבקות בשל תנאי היגיינה ירודים

 

  • רוח

מגיל הגן משננים לנו כמה חשוב לשמור על היגיינה כדי להגן על בריאותנו. חומרי חיטוי שונים תופסים מקום של כבוד בכל חדר שירותים ואמבטיה כבר שנים רבות. אבל מה עשו לפני אלפי שנים? לא מפתיע לשמוע שתנאי ההיגיינה והסניטציה היו ירודים אפילו בבתי עשירים והובילו לתחלואה. מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב ורשות העתיקות גילה שרידי ביצים (מתות) של תולעי מעיים בנות כ-2,700 שנה מתחת לאסלת אבן, באחוזה פרטית מפוארת. לטענת החוקרים, אסלת האבן הייתה בחדר "הנוחיות" של בעלי האחוזה והימצאותן של התולעים מעידה על כך שגם תושביה העשירים של ירושלים באותה תקופה סבלו ממחלות מדבקות עם תסמינים של כאבי בטן ושלשולים ויתכן שאף גרמו לתת תזונה ועיכוב התפתחותי בקרב ילדים.

 

לא שמרו על היגיינה ונדבקו בטפילים

המחקר נערך בהובלת ד"ר דפנה לנגוט, מנהלת המעבדה לארכיאובוטניקה וחקר הסובב הקדום בחוג לארכיאולוגיה ותרבויות המזרח הקדום ע"ש יעקב מ. אלקוב ובמוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב. במסגרת המחקר, ד"ר לנגוט אספה דגימות אדמה מתחת לאסלת אבן בגן של אחוזת פאר שנחשפה בטיילת ארמון הנציב בירושלים, שם היה בעבר בור הספיגה. לאחר מכן בודדה מהן את ביצי הטפילים בתהליך של מיצוי כימי במעבדה, ולבסוף זיהתה את הביצים תחת עין המיקרוסקופ. שרידי הביצים זוהו כשייכות לארבעה סוגים שונים של טפילי מעיים: כרץ שלשולי, שרשור, תולעת שוט ותולעת סיכה, והן התגלו במסגרת חפירת הצלה של רשות העתיקות, שהתקיימה לאחרונה בטיילת ארמון הנציב בירושלים במימון עמותת אל עיר דוד. המאמר פורסם לאחרונה בכתב העת International Journal of Paleopathology.

 

"ממצאי מחקר זה הם מהקדומים שנצפו עד כה במרחב הישראלי", אומרת ד"ר לנגוט. "מדובר בביצים עמידות ביותר ובתנאי השימור המיוחדים ששררו בבור הספיגה הן שרדו קרוב ל-2700 שנה. תולעי מעיים הן טפילים שגורמים לתסמינים כמו כאבי בטן, בחילות, שלשולים וגירוד. חלקן מסוכנות במיוחד לילדים ועלולות לגרום אצלם לתת תזונה, לעיכוב התפתחותי, לפגיעה במערכת העצבים ובמקרים קיצוניים אף לתמותה".

 

ד"ר לנגוט סבורה שתחלואת המעיים באותה עת נבעה מתנאים ירודים של סניטציה, שגרמו לזיהום צואתי במזון ובמי השתייה, או מחוסר מודעות להיגיינה כגון אי הקפדה על רחיצת ידיים. אפשרויות נוספות להדבקה היו שימוש בצואת אדם לדישון גידולי שדה ואכילת בשר בקר או חזיר שלא בושל כראוי. בהיעדר תרופה הייתה ההחלמה מתולעי מעיים קשה עד בלתי אפשרית, ומי שנדבק עשוי היה לסבול מהטפילים כל חייו. לכן, ייתכן בהחלט שממצאי המחקר מעידים על מחלה מדבקת מטרידה וארוכת שנים (בדומה לכינים ולתולעת הסיכה בגני הילדים של ימינו), שפגעה בכלל האוכלוסייה. לדברי ד"ר לנגוט, אותם טפילים קיימים גם היום, אלא שבעולם המערבי המודרני יש לנו אפשרויות איבחון ותרופות יעילות, ולכן אין מדובר במגפה.

 

ד"ר דפנה לנגוט (צילום: סשה פליט)

 

כר פורה לחקר הארכיאו-פרזיטולוגיה

יעקב ביליג, מנהל החפירה מטעם רשות העתיקות, מסביר כי האחוזה המלכותית שנחשפה מתוארכת לאמצע המאה ה-7 לפנה"ס (סוף תקופת הברזל). לדבריו, באתר נמצאו פריטים אדריכליים מפוארים מאבן, מעוטרים ברמה אמנותית גבוהה ביותר, כדוגמת כותרות אבן מעוטרות (בסגנון הפרוטו-איאולי), בכמות ובאיכות שטרם נצפו במרחב הישראלי בתקופה זו. בצמוד לאחוזה המלכותית היה גן מרהיב שפנה אל הנוף הנשגב של עיר דוד והר הבית. בגן נמצאו שרידי עצי פרי ונוי, וכן נתגלה בו מתקן רבוע מאבן גיר, עם חור במרכזו, אשר זוהה כאסלה.

 

עבור ד"ר לנגוט, הייתה זו הזדמנות ליישם תחום חקר שהחלה לפתח במעבדתה, הקרוי ארכיאו-פרזיטולוגיה. הכוונה לזיהוי שרידים ארכיאולוגים מיקרוסקופיים של ביצי תולעי מעיים, שמאפשרים ללמוד על ההיסטוריה של מחלות ומגפות. תחום זה מספק מידע חדש בנוגע לתנאי ההיגיינה של האדם, אורחות חייו ומצבו התברואתי.

 

ד"ר לנגוט וביליג אינם מופתעים מחשיפתו של בית שימוש בגן של אחוזת פאר: "מתקני השירותים היו נדירים מאוד באותה תקופה והיוו סמל סטטוס - מתקן מותרות שרק עשירים ורמי דרג יכלו להרשות לעצמם, כפי שכבר נאמר על ידי חכמים: 'תנו רבנן: איזהו עשיר?... רבי יוסי אומר: כל שיש לו בית הכסא סמוך לשולחנו' (בבלי שבת כ"ה ב)", הם אומרים.

 

לדברי אלי אסקוזידו, מנהל רשות העתיקות: "המחקרים של רשות העתיקות ושל שותפינו, מצליחים לגעת בפרטים הכי קטנים של חיי היום יום בעת העתיקה. בזכות מכשור מתקדם ושיתוף פעולה פורה עם מוסדות המחקר המקבילים, מתאפשרת הפקת מידע מרתק מחומרים שבעבר לא היו בידינו הכלים לטפל בהם מדעית. כיום, המחקר הארכיאולוגי מגיע להישגים מרשימים ולהבנה טובה יותר של אורחות החיים בעבר, שנראה כי רק תלך ותתפתח".

 

"מחקרים מעין אלה מסייעים לנו לתעד את ההיסטוריה של מחלות ומגפות באזורנו ומאפשרים לנו חלון הצצה אל חייהם של בני אדם בתקופות קדומות", מסכמת ד"ר לנגוט מסכמת. בימים אלה היא עורכת בדיקות נוספות על אותם משקעים שהצטברו בבור הספיגה, במטרה ללמוד על הדיאטה וצמחי המרפא שהיו בשימוש בירושלים בסוף תקופת הברזל.

 

אתר החפירות בטיילת ארמון הנציב בירושלים, שבו נחשפה האסלה (צילום: יולי שוורץ, רשות העתיקות)

פרופ' נועה שנקר מתחת למים

מחקר

28.12.2021
מה מעכב את המאבק בזיהום הפלסטיק בים?

היעדר סטנדרטיזציה עולמית גורם לריבוי שיטות ניטור שאינן מתואמות ומאטות את קצב ניקוי הים

  • מוזיאון הטבע
  • סביבה וטבע
  • רפואה ומדעי החיים

זיהום הפלסטיק גורם נזק עצום לבעלי החיים הימיים, שבולעים חלקיקים וחומרים רעילים ומסתבכים במוצרים וברשתות. בשל המורכבות והגיוון של זיהום הפלסטיק בים קיימות היום שיטות ניטור רבות ושונות. מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב קובע כי באמצעות האחדה (סטנדרטיזציה) כלל-עולמית של שיטות הניטור והמדידה ניתן לייעל את המאבק הבינלאומי בזיהום הפלסטיק בים. במסגרת המחקר, החוקרות ערכו סקירת ספרות של שיטות הניטור והמדידה המקובלות בעולם וממנה עולה כי זיהום הפלסטיק הינו מגוון ומורכב ביותר, כולל מגוון רחב של חומרים וחלקיקים, בצורות ובגדלים שונים, דבר המקשה על מדידה אחידה והערכה מדויקת. לכן חשוב במיוחד, לדבריהן, לייצר האחדה עולמית של שיטות הניטור, על מנת לאפשר השוואה וחילופי מידע, וכן פיתוח כלים יעילים עבור מקבלי החלטות.

 

גיוון עצום של זיהום הפלסטיק

המחקר נערך בהובלת גל ורד ופרופ' נועה שנקר מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב. גל ורד חוקרת גם במסגרת המכון הבינאוניברסיטאי למדעי הים באילת. המאמר פורסם בכתב העת Current Opinion in Toxicology.

 

לדבריה של פרופ' שנקר, זיהום הפלסטיק, שמגיע כולו מהסביבה האנושית, מהווה סכנה גדולה ומיידית לסביבה הימית. כמות הפלסטיק שמגיעה לים רק הולכת וגדלה. כך לדוגמה, על פי סקר של המשרד להגנת הסביבה משנת 2013, כ-41% מנפח הפסולת המיוצרת בשנה על ידי תושבי ישראל הם פסולת פלסטיק, ומגפת הקורונה, שיצרה ביקוש אדיר לאמצעי הגנה ומוצרים חד-פעמיים למניעת הדבקה, הגבירה את הבעיה עוד יותר.

 

"פסולת הפלסטיק גורמת נזק לבעלי החיים הימיים בדרכים רבות: הם עלולים להסתבך במוצרים גדולים או לבלוע חלקיקים קטנים וחומרים כימיים, וכתוצאה מכך להיחנק, לגווע ברעב, או למות מהרעלה", מדגישה פרופ' שנקר. "המודעות לבעיה אמנם הולכת וגוברת, ועמה מתרחב גם המחקר בתחום, אך מאמצי ניטור הזיהום ומניעתו נתקלים בקשיים רבים, קודם כל בשל המורכבות והגיוון העצום של זיהום הפלסטיק בים".

 

איך דוגמים את כל הפלסטיק הזה?

החוקרות מסבירות שזיהום הפלסטיק בים כולל סוגים רבים ושונים של פלסטיק ומוצרי פלסטיק בצורות ובגדלים שונים, מרשתות ענק ועד חלקיקים ננומטריים, וכן קשת רחבה של תוספים כימיים. שיטות שונות לניטור, לדיגום ולזיהוי זיהום הפלסטיק מתייחסות לתכונות שונות של החומר הנדגם: מגודל הפריט או החלקיק, מקורו והשימוש שנעשה בו, דרך צורה וצבע, ועד להרכב כימי ותכונות פיזיקליות. במקרים רבים מתבצע הדיגום באמצעות רשת נגררת, כאשר הזיהום הנאסף תלוי בגודל החורים ברשת, וחלקיקים זעירים מזוהים באמצעות מגוון שיטות ספקטרוסקופיות ותהליכים כימיים במעבדה. בנוסף לשוני בשיטות הדיגום והזיהוי, קיים גם שוני ביחידות המשמשות לדיווח הריכוז שנמדד: החל במספר פריטי הפלסטיק ליחידת שטח וכלה במשקל החלקיקים לכל אורגניזם.

 

"הפערים הללו יוצרים בלבול וחוסר תקשורת בין העוסקים במלאכה ברחבי העולם, ומחבלים במאמץ לפעול יחדיו למען המטרה המשותפת של הפחתת הזיהום וסכנותיו. אנו זקוקים בדחיפות לשיטות ולמדדים אחידים וברי-השוואה לניטור, דיגום, זיהוי, מיון וכימות של זיהום הפלסטיק בים והשלכותיו", אומרת פרופ' שנקר.

 

דרושות שיטות כלל עולמיות

"ביצענו את הסקירה בעקבות קשיים בעבודת המחקר שלי, העוסקת בהשפעות של פלסטיק וכימיקלים שמקורם במוצרי פלסטיק על בעלי חיים בשונית האלמוגים באילת (המגוון הביולוגי הימי הגדול בישראל)", אומרת גל ורד ומסבירה "הפערים בשיטות הניטור והמדידה מקשים על שימוש בממצאים של חוקרים אחרים כמקור מידע או לצורכי השוואה. לדוגמה, רוב המדידות בעולם מתייחסות לדגימות שנלקחו מפני המים על ידי גרירת רשת, ואילו אני מבקשת לדעת אילו חומרים מגיעים ממש אל הקרקעית ואל בעלי החיים בשונית. סטנדרטיזציה תאפשר הערכות מדויקות והשוואות חיוניות בין זיהומי פלסטיק במקומות שונים בעולם. רק כך נוכל, כמדענים, להבין טוב יותר את השפעת הזיהום על מערכות אקולוגיות ובעלי חיים ימיים, למקסם את כוחו של המחקר, ולפתח כלים מתאימים עבור מקבלי החלטות."

 

"זיהום הפלסטיק בים הוא בעיה כלל עולמית, שדורשת שיתוף פעולה בינלאומי נרחב. בשורה התחתונה כולנו שואפים למקד את המאמץ ככל האפשר כדי להשיג תוצאות מיטביות. רבים, ואנחנו ביניהם, סבורים כי מוטב להתחיל באזורים הסמוכים לחוף שמושפעים באופן מיידי מפסולת הפלסטיק, אך כדי לבסס את ההנחה ולבנות אסטרטגיות יעילות לניהול זיהום הפלסטיק דרושה עוד עבודת מחקר רבה, וראשית כל נחוצה סטנדרטיזציה שתאפשר לכולנו, בכל העולם, לפעול יחדיו", מסכמת פרופ' שנקר.

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
שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות נא לפנות בהקדם לכתובת שכאן >>