SPOTLIGHT ON RESEARCH
#מאמר החודש נובמבר 21
אנחנו שמחים לספר כי הזוכה במאמר החודש של נובמבר 21, היא הדוקטורנטית לשעבר הדיל ח'מיס ממעבדתו של פרופ"ח אריאל קפלן שמאמרם התקבל לפרסום ב – Nucleic Acids Research
לרגל הזכייה דלינו מהדיל כמה פרטים מעניינים על המחקר, על הדרך שהובילה אליו וגם קצת עליה 😊
הי בכמה מילים: נשמח שתציגי את עצמך.
שמי הדיל ח'מיס-פראן, במקור מכפר ריינה (ליד העיר נצרת) ועכשיו גרה בחיפה. בתם של עיסא ואמל ח'מיס, אחות לשתי אחיות ואח ואשתו של אמיר פראן (טכניוניסט לשעבר). בעלת תואר ראשון בפיזיקה, ודוקטורט בתחום ביופיזיקה. את לימודיי בפקולטה לפיזיקה בטכניון התחלתי בשנת 2011 (מעל עשור בטכניון!). התואר הראשון בפיזיקה היה מאתגר ומעניין, סיפק לי כישורים שונים שעיצבו את הגישה שלי לפתרון בעיות, לא רק בפיזיקה. בעקבות התואר הראשון שלי, תוך כדי חיפוש אחר תחומי עניין להמשך הלימודים, נקלעתי לעולם הביופיזיקה, המתעסק עם שאלות מתחום הביולוגיה באמצעות טכניקות ודרכי חשיבה פיזיקאליים. בעקבות זאת החלטתי להמשיך את לימודיי לתארים מתקדמים במעבדת פרופ' אריאל קפלן בפקולטה לביולוגיה. מעבדה המתמחה בתחום הביופיזיקה.
במה עוסקת מעבדת קפלן באופן כללי?
מעבדת קפלן משתמשת במערכת פינצטה אופטית מתוחכמת כדי לשלוט באינטראקציות העדינות שבין חלבון ל-DNA ברמת המולקולה הבודדת על ידי הפעלת כוח מכני. בקצרה, מדובר בפינצטה אופטית שמשתמשת בקרני לייזר בעוצמה גבוהה כדי ללכוד ולשלוט במיקומו של חלקיק דיאלקטרי כדורי, ולאחר מכן באמצעות אמצעים כימיים, אנו מחברים מולקולה אחת של DNA בין שני חלקיקים, מה שמאפשר למתוח ולפרום את הבסיסים של הDNA- באופן מבוקר. אם תרצו, זה כמו להחזיק בין שתי ידיים זעירות מאוד מולקולת DNA בודדת (קוטר של 2.5 ננומטר) ולמתוח אותה כפי שמותחים גומייה.
ספרי לנו על המאמר/ המחקר הנוכחי שלך, מה הייתה מטרת המחקר ומה גילית?
אחת השאלות הפתוחות הגדולות ביותר בתחום הביולוגיה היא כיצד גנום אחד (רצף DNA) שנמצא בכל התאים בגוף שלנו מקודד לצורות ופונקציות שונות, וכיצד ניתן לווסת אותו מרחבית ודינמית, למשל, באמצעות גירוי סביבתי. התהליך המנהל את זרימת המידע בכל תא נקרא בקרת ביטוי גנים. מחקר זה מתמקד בחלבונים שמתחילים תהליכי שעתוק (השלב הראשון של בקרת הגנים), הנקראים גורמי שעתוק (TFs). המטרה העיקרית של המחקר היא לפתח אמצעי לאפיין את ההתפלגות המלאה של זמני הקשירה וההתנתקות של ה-TF בניסויים מבוקרים היטב ולחקור גורמים אשר יכולים לווסת את הקישור שלו.
באמצעות הטכניקה המתקדמת שלנו (הפינצטה האופטית), הקמנו פרוטוקול חדשני למעקב בזמן אמת אחר דינמיקת הקישור של TF בודד לא מסומן על מולקולת DNA בודדת. הממצאים שלנו מראים כיצד שינויים זעירים ברצף ובדפוסי המתילציה (מודיפיקציה על הDNA) מרחיבים באופן סינרגטי את הספקטרום של תכונות הקישור של חלבון ומדגימים כיצד הגישה המוצעת יכולה לספק תובנות חדשות על תפקודם של גורמי שעתוק שונים.
אנא הסבירי על החשיבות העומדת מאחורי הגילוי? למה תשמש אתכם התגלית הזו ואילו כיוונים זה פותח? מה היישום של התגלית (תחומים, פתרונות)?
ניתן להשתמש בטכניקה המפותחת כדי לאפיין את קינטיקת הקישור של TFs שונים ללא צורך בסימון כימי שלהם, מה שהופך אותם לפחות ניידים ואולי משפיע על הקישור שלהם. בנוסף, ניתן לשלב אותה עם גורמים נוספים, כמו נוקלאוזום (אבני הבניין של הכרומטין), פולימראז (האנזים שמשעתק את ה-DNA), TFs נוספים ועוד, כולם חלק מהמחקר המתקיים כעת במעבדת קפלן.
מה משך אותך למעבדה\פרויקט הנוכחי?ֿ
אני יכולה למנות הרבה סיבות, אבל אציין שלוש. ראשית, מערכת הפינצטה האופטית הדהימה אותי, העובדה שאנו יכולים לתפוס מולקולה קטנה של DNA (פי 40000~ צרה יותר משערה) בצורה כה נשלטת וספציפית מאוד סקרנה אותי ורציתי ללמוד את הטכניקה הנדרשת. התחלתי את עבודתי במעבדה בפרויקט עם ד"ר עומרי מאליק אשר עקב אחר הפעילות בזמן אמת של אנזים שנמצא ב-HIV. לאחר מכן, הצטרפתי לד"ר סרגיי רודניצקי במספר פרויקטים המתרכזים בתהליך בקרת הגנים, ומשם המשכתי במחקר בתחום בקרת הגנים.
שנית, האווירה במעבדה הייתה מאוד ידידותית וניכר בה שיתוף פעולה ותמיכה מתמדת. ולסיום, פרופ' אריאל קפלן, אשר היה מנחה סבלני, מקצועי ומוכשר שעזר להרחיב ולהעשיר את הידע והיכולות שלי
כשאת לא עוסקת במדע, מה את עושה?
אני אוהבת לרוץ, לקרוא ספרים וליהנות ממשחקי לוח/קלפים.
כשתהיי גדולה מה תרצי להיות?
אני לא בטוחה, אבל מה שברור הוא שאני רוצה להיות במקום שבו אמשיך ללמוד ולצמוח כל הזמן.
ועכשיו ברצינות מה תוכנותייך להמשך הקריירה?
כרגע התחלתי תפקיד חדש כמדענית מחקר ומפתחת אלגוריתמים ב-Gateway Institute for Brain Research. אז כנראה שזה העתיד הקרוב שלי.
לינק למאמר: https://academic.oup.com/nar/article/49/19/10975/6381139
לינק לדף של פרופ"ח אריאל קפלן: https://biology.technion.ac.il/member/%d7%a7%d7%a4%d7%9c%d7%9f/
לינק לאתר מעבדת פרופ"ח אריאל קפלן: https://kaplan.net.technion.ac.il/
