הזוכה במאמר החודש דצמבר 2025 הוא ד"ר ניר סטרוגו ממעבדתו של פרופ' אריאל קפלן, שמאמרו פורסם ב-Nature Communications.
מדובר בהישג מרשים שמסכם תקופה ארוכה של מחקר מעמיק. לרגל הזכייה, ביקשנו ממנו לשתף אותנו בכמה פרטים על העשייה המדעית במעבדה, על הגילויים שבמאמר, וגם קצת על עצמו.
- ניר – ספר לנו בקצרה על עצמך: מה למדת, איך הגעת לתחום הזה, ואיפה אתה היום? (מקום עבודה ותפקיד נוכחי) ?
את דרכי האקדמית התחלתי בטכניון – מכון טכנולוגי לישראל, שם השלמתי תואר ראשון בהנדסת חשמל, עם התמחות באלקטרו־אופטיקה ותקשורת. לאחר סיום הלימודים, עבדתי קרוב לעשור בתעשייה בחברת Mellanox Technologies (כיום חלק מ-NVIDIA) במגוון תפקידים טכנולוגיים וניהוליים, בפיתוח טכנולוגיות תקשורת בקצבים גבוהים עבור תשתיות מחשוב מתקדמות.
מתוך רצון להעמיק את הבנתי המדעית, חזרתי בהמשך לטכניון ללימודי תואר שני בהנדסת חשמל. המחקר שלי התמקד בהתקנים היברידיים חדשניים המשלבים מוליך־על ומוליך־למחצה, והתקיים במעבדת Quantum and Ultrafast Advanced Devices בהובלת פרופ’ אלכס חייט.
במהלך תקופה זו גבר העניין שלי ביישום כלים מהנדסה ופיזיקה לשאלות הקשורות לביולוגיה ולבריאות האדם. מוטיבציה זו הובילה אותי ללימודי דוקטורט בביופיזיקה, במסגרתם הצטרפתי למעבדת הביופיזיקה של פרופ’ אריאל קפלן בפקולטה לביולוגיה בטכניון. מחקר הדוקטורט שלי עסק בבחינת האופן שבו חלבונים מחפשים ופועלים מול דנ"א ברמת המולקולה הבודדת – תהליך יסודי העומד בבסיס בקרת ביטוי הגנים.
כיום אני עובד ב-Johnson & Johnson MedTech (Biosense Webster) כפיזיקאי בכיר במסגרת ארגון ה-CTO. התפקיד שלי כולל פיתוח אלגוריתמים מבוססי פיזיקה עבור טכנולוגיות מתקדמות מבוססות צנתרים, שמטרתן לשפר את הטיפול בהפרעות קצב לב.
- במה עוסקת מעבדת קפלן באופן כללי?
מעבדת קפלן מתמקדת בהבנת האופן שבו מבוקר ביטוי גנים. גנים אינם פשוט נדלקים או נכבים, פעילותם תלויה באינטראקציות דינמיות בין הדנ"א לבין מגוון רחב של חלבונים.
המעבדה חוקרת אינטראקציות אלו מולקולה יחידה בכל פעם, באמצעות פיתוח ושימוש בכלים פיזיקליים רגישים המאפשרים לצפות באופן ישיר כיצד דנ"א וחלבונים נעים, נקשרים ומגיבים לכוחות.
באמצעות התמקדות באינטראקציות הדינמיות הללו, שואפת הקבוצה לחשוף את העקרונות הבסיסיים המווסתים את ביטוי הגנים, ולהראות כיצד עקרונות פיזיקליים מעצבים את התנהגותם של תאים חיים.
- ספר לנו על המאמר שזכה: מה הייתה שאלת המחקר המרכזית, מה גילית, ומה היה מרגש או מפתיע בתהליך?
השאלה המרכזית במחקר הייתה כיצד אזורים חסרי מבנה בפקטורי-שיעתוק תומכים בחיפוש יעיל אחר אתרי המטרה על גבי הדנ"א, תוך שמירה על ספציפיות גבוהה לסביבת הגנים הנדרשים לביטוי.
מצאנו כי במקום להיקשר ישירות מן התמיסה לאתר המטרה, סביבות הגנים הללו מספקות מסלול חיפוש נוסף. הן מאפשרות לחלבון להיקשר תחילה באופן רופף לדנ"א הרחק מאתר היעד, ולאחר מכן להחליק לאורכו תוך סריקה, עד להגעה לאתר הגן המתאים.
מרגש במיוחד היה לגלות כי מנגנון החיפוש שחשפנו רגיש לרצף הדנ"א, ממצא שסייע להסביר כיצד אי־סדר חלבוני תורם לסלקטיביות גבוהה בתהליכי בקרה של ביטוי גנים.
- מה החשיבות של התגלית? אילו כיוונים או יישומים עתידיים המחקר שלך עשוי לפתוח? איך אתה רואה את השפעתו על התחום בשנים הקרובות?
עבודה זו מספקת לראשונה עדות ישירה לאופן שבו אי־סדר חלבוני יכול לשפר הן את יעילות החיפוש והן את הספציפיות בבקרת ביטוי גנים, שתי תכונות הנתפסות לעיתים כסותרות זו את זו.
באופן רחב יותר, הממצאים מצביעים על כך שזיהוי אתר מטרה בדנ"א אינו מוגבל לקישור ישיר לרצפים קצרים, אלא כולל אינטראקציות דינמיות לאורך אזורי דנ"א ארוכים יותר. תובנה זו עשויה לסייע בהבנת האופן שבו שינויים ברצף של פקטורי-שעתוק, ובפרט באזורים הבלתי מסודרים שלהם, משפיעים על בקרת גנים ומובילים להתנהגויות תאיות שונות או לפנוטיפים הקשורים למחלות.
- מה השאיפות שלכן קדימה להמשך הקריירה?
השאיפה שלי היא להמשיך להתפתח בממשק שבין מדע בסיסי לחדשנות יישומית. אני מונע במיוחד מנושאים רב־תחומיים שבהם הבנה פיזיקלית עמוקה יכולה להיות מתורגמת לשיפורים משמעותיים בבריאות האדם.
- ⬅ לינק למאמר:https://doi.org/10.1038/s41467-025-67217-2
- ⬅ לינק לדף של פרופ' אריאל קפלן: https://biology.technion.ac.il/member/%d7%a7%d7%a4%d7%9c%d7%9f/
- ⬅ לינק לאתר מעבדת קפלן: https://kaplan.net.technion.ac.il/
