הוועדה לתארים מתקדמים בפקולטה לביולוגיה בוחרת מידי חודש את המאמר המדעי המוביל מבין כל המאמרים המדעיים שהתפרסמו לאותו חודש.
אנחנו שמחים לספר כי הזוכה במאמר החודש של אפריל 2024, הוא יוהאנס ונציאן ממעבדתה של ד"ר אילה שיבר שמאמרם התקבל לפרסום ב-Nature Communications. לרגל הזכייה דלינו מיוהאן כמה פרטים מעניינים על המחקר, על הדרך שהובילה אליו, וגם קצת עליו 😊.
היי, יוהאן. נשמח שתציג את עצמך בכמה מילים.
אני דוקטורנט במעבדה של אילה שיבר. הגעתי במקור ממתמטיקה-פיזיקה, אך תמיד הייתה בי תשוקה להבין את המנגנונים המאפשרים חיים. מדע ומחקר ריתקו אותי מאז שאני זוכר את עצמי.
במה עוסקת מעבדת שיבר באופן כללי?
אנחנו עוסקים בנושא של ייצור חלבונים, תפקוד הריבוזום וקיפול חלבונים. בפרט, אנו מתמקדים בהתרכבות חלבונים לכדי קומפלקסים. אנחנו בוחנים וחוקרים את התהליך משלל כיוונים, מרמת הרנ"א, דרך הקיפול וההתרכבות וכלה ביציבותם ופירוקם.
ספר לנו על המאמר הנוכחי, מה הייתה מטרת המחקר ומה גיליתם?
מרבית החלבונים בתאים שלנו פועלים יחדיו, במבנים מורכבים הנקראים קומפלקסים. כאשר היווצרות הקומפלקסים נפגמת עלולות להתפתח מחלות שונות ובהן מחלות ניווניות כגון אלצהיימר ופרקינסון. אנחנו השתמשנו בשיטות חדשניות על מנת לתפוס את החלבונים בתא תוך תהליך ייצורם על ידי הריבוזום. שילבנו זאת עם שיטות מתקדמות להדמיית תהליך קיפול החלבונים ויצירת האינטראקציות ביניהם.
השימוש בשיטות חדשניות אלו הוביל לגילוי מנגנון המגן על חלבונים מפני קיפול שגוי תוך כדי ייצור. בעצם מצאנו שתהליך הקיפול והיצירה של קומפלקס החלבונים כולו תלוי בחומצות אמיניות בודדות. אפיון של חומצות אלו הראה כי הן מתפקדות כעוגן להתחלת אינטראקציה עם חלבונים אחרים בתא, תוך כדי ייצור. על כן אינטראקציות אלו חיוניות לתהליך ייצור החלבון, הקיפול שלו וההתרכבות לקומפלקס תפקודי. כמו כן, אם מפריעים לתהליך החיבור, וחומצות האמינו הללו נשארות לבדן, הן פוגעות ביציבות החלבון וגורמות לקיפול לקוי שלו. על בסיס זה פיתחנו מודל לחיזוי של עוגנים חיוניים כאלה, הנדרשים ליצירת רשתות אינטראקציה בתאים שלנו והגנה על תהליכי ייצור חלבוני התא. מודל זה יכול לשמש בסיס לעיצוב חלבונים חדשים.
את המחקר, בהנחיית פרופ' אילה שיבר מהפקולטה לביולוגיה, הובילו הסטודנט יוהאנס ונציאן יחד עם ד"ר חגית בר-יוסף והסטודנטית הילה בן-אריה זילברמן ממעבדת שיבר, בשיתוף עם מעבדתו של פרופ' עודד קלייפלד, הסטודנטית נעם כהן ממעבדת קלייפלד, פרופ' חואן פרננדז רציו מספרד וד"ר פביאן גלסר. המאמר בנושא התפרסם בכתב העת היוקרתי Nature communications.
אנא הסבר על החשיבות מאחורי הגילוי? למה תשמש אתכם התגלית ואילו כיוונים זה פותח? מה יישומה של התגלית (תחומים, פתרונות)?
כאשר היווצרות הקומפלקסים נפגמת, עלולות להתפתח מחלות שונות ובהן מחלות ניווניות כגון אלצהיימר ופרקינסון. התוצאות הובילו אותנו לפיתוח מודל לחיזוי של עוגנים אנרגטיים החיוניים לקיפול החלבונים ויצירת קומפלקסים. מודל זה יכול לשמש בסיס לעיצוב חלבונים חדשים. יתרה מזאת, על ידי התמקדות באירועים מוקדמים, המתרחשים תוך כדי יצירת החלבונים, עשויים לאפשר פיתוח של טיפולים מונעים למחלות נוירודגנרטיביות.
שלושה כלים בולטים שקיבלת במעבדה במהלך העבודה והלימודים שלך?
- חידוד החשיבה הביקורתית ויכולת ניתוח נתונים שאני אוסף במחקרים שלי ומקריאת מחקרים בכללי.
- תכנון וביצוע ניסויים – לתווך המידי ברמה של יישום פרוטוקולים חדשים ולא מוכרים ולתווך הרחוק בבניית תוכנית עבודה תוך התבססות על שאלת מחקר.
- כתיבה אקדמית. לבנות מאמר, לכתוב ולנסח אותו בהתאם לתקנים\סטנדרטים אקדמיים.
כשאינך עוסק במדע, מה אתה עושה?
גם בזמני הפנוי אני נוטה לעסוק במדע, פשוט שלא בהכרח קשור באופן ישיר למחקר; בין אם זה לקרוא וללמוד על מערכות בגוף מזווית מבט יותר רפואית, או להרחיב את הידע שלי בכימיה. מעבר לכך אני נהנה לצייר, לתפור, לנגן בפסנתר, ולאחרונה גם להכניס ספורט לרוטינה.
מה השאיפות להמשך הקריירה?
ישנה התלבטות קשה בין המשך לכיוון מחקר בתעשייה בהקשר של פיתוח תרופות או כחלק מסטרט-אפ בתחום, או לחפש משרת פוסט-דוק בחו"ל.
⬅ לינק למאמר: https://www.nature.com/articles/s41467-024-46881-w
⬅ לינק לדף של ד"ר איילה שיבר:
⬅ לינק לאתר מעבדת שיבר: https://shiberlab.wixsite.com/shiber
