ברכות לזוכים במאמר החודש פברואר: הדוקטורים ניר סלינס ועינב טייב פליגלמן ממעבדתה של פרופ' מיטל לנדאו, שמאמרם התקבל לפרסום ב -PNAS. לרגל הזכייה דלינו מהם כמה פרטים מעניינים על המחקר, על הסיפורים מאחורי וגם קצת על הנפשות הפועלות
הי בכמה מילים חברים תציגו את עצמכם?
"עינב טייב-פליגלמן, פוסט-דוקטורנטית ב UCLA ואמא לשלושה. את התואר הראשון שלי סיימתי בפקולטה לכימיה בטכניון במסלול ביוכימיה מולקולרית, התואר השני גם הוא בפקולטה לכימיה במעבדתו של פרופסור טימור באזוב ואת התואר השלישי השלמתי בפקולטה לביולוגיה במעבדתה של פרופסור מיטל לנדאו".
"ניר סלינס, פוסט-דוקטורנט באוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו. את דרכי בפקולטה התחלתי בשנת 2012 כסטודנט לתואר ראשון במסלול ביוכימיה-מולקולרית. לקראת סיום הלימודים הצטרפתי למעבדתו של פרופ' אריאל קפלן בתור עוזר מחקר, שם נחשפתי לראשונה במחקר. התנסות זאת הייתה משמעותית והובילה אותי להחלטה להמשיך את הקריירה האקדמית שלי בכיוון המחקרי. מיד לאחר סיום התואר הראשון, התחלתי את ההשתלמות לתואר שני בפקולטה ובהמשך במסלול ישיר לדוקטורט תחת הנחייתה של פרופ' מיטל לנדאו במעבדה לחקר סיבים עמילואידים פונקציונאליים. את דרכי בפקולטה סיימתי בספטמבר 2020, ומשם עברתי לארה"ב לשלב הפוסט-דוקטורט בו אני חוקר מבנה ותפקוד של תעלות יונים בנוירונים".
במה עוסקת מעבדת לנדאו באופן כללי?
מעבדת לנדאו עוסקת בחקר המבנה- פעילות של סיבים פונקציונליים שמקורם באורגניזמים שונים, או בנגזרות שלהם. המעבדה מתרכזת בחומרים דמויי עמילואידים ובסיבים פונקציונליים אחרים בעלי מבנה (אטומי) ופעילות מעניינים, ואשר מחקרם יכול לקדם את המדע בתחום של פיתוח תרופות או הנדסת ננו-חומרים. עמילואידים הינם סיבים חלבוניים בעלי מבנה מוגדר וייחודי. בעבר היו עמילואידים מקושרים בעיקר עם מחלות ניווניות של מוח האדם כדוגמת אלצהיימר ופרקינסון, אך כיום ידועים יותר ויותר סיבים כאלו אשר יכולים לשרת את האורגניזם שמייצר אותם, בין אם זה האדם, בעל חיים אחר או מיקרו-אורגניזם כדוגמת חיידק או פטריה. דוגמאות לפונקציות המיוחסות לסיבים אלו הן פעילויות אנטי-בקטריאליות או רעילות לסוגי תאים אחרים, הצמדות למשטחים שונים ושינוי תכונות משטחים, יצירת מעטפת הגנה מסוג ביופילם בחיידקים ועוד. במסגרת חקר העמילואידים הפונקציונליים, מעבדת לנדאו גילתה גם סיבים פונקציונליים בעלי מבנים חדשים (שאינם נחשבים עמילואידים) ובכך הרחיבה את הבנתנו על יחסי מבנה פעילות של סיבים פונקציונליים באשר הם. הבנת יחסי המבנה-פעילות של סיבים אלו עוזר לנו בתכנון יעיל יותר של תרופות כנגד סיבים שכאלו המופרשים ע״י מיקרואורגניזמים הפוגעים באדם, ובמציאת דרכים להתחקות אחרי הטבע ולפתח סיבים דומים אשר עשויים לפעול לטובת באדם, כדוגמת הסיב אשר מתואר במחקרנו זה.
ספרו לנו על המאמר/ מחקר הנוכחי, מה מטרת המחקר ומה גיליתם ?
בעבודה המתוארת במאמר זה אנו חקרנו פפטיד אנטי-בקטריאלי אשר מופרש על גבי עורה של קרפדה אוסטרלית. פפטיד זה יכול ליצור סיביים בלתי פעילים דמויי עמילואיד על גבי עורה של הקרפדה, ככל הנראה כדרך יעילה ליצירת מאגר של הפפטיד למקרה הצורך. בנוכחות חיידקים לעומת זאת, הפפטיד בסיב משנה את מבנהו, תוך כדי שמירה על צורת הסיב, וכעת הופך להיות פעיל ורעיל לחיידקים. אנו משערים שהמנגנון הזה בו פועל הפפטיד בסיב הפונקציונלי הינו דרך יעילה ומהירה שבה הקרפדה מתגוננת בפני חיידקים התוקפים אותה, כבר בשלב בו הם באים במגע עם עורה.
תוכלו לפרט על החשיבות העומדת מאחורי הגילוי?
הבנת הפעילות של הסיב הזה, והבנה מבנהו הייחודי של הפפטיד בסיב אשר משתנה כתגובה לאיום החיידקי, יכולה לתרום לנו רבות בתכנון סיבים זהים אשר יספקו הגנה או טיפול מקומי בזיהום חיידקי- אם לעור האדם ע״י מריחת סיבים דומים לאלו באופן מקומי בצורת משחה, ואם ברפואה ע״י ציפוי של מכשור רפואי רגיש אשר נוטה להזדהם ולהעביר זיהומים למטופלים. הבנת סיבים אלו יכולה לעזור לנו גם בתכנון מודיפיקציות להרכב הסיב על מנת לספק ספציפיות כנגד סוגי חיידקים מסוימים בלבד או כנגד מיקרו-אורגניזמים אחרים כדוגמת פטריות וכדומה..
ספרו קצת על תהליכי העבודה והחשיבה על המחקר…
המחקר הנוכחי ארך כשלוש שנים. הוא החל בחיפוש אחר סיבים עמילואידים פעילים מעניינים ומתוך ידיעה שגדלה ההבנה על הקשר שבין סיבים מסוג זה ובין פפטידים אנטימיקרוביאלים. בסריקה ספרותית מצאנו רמזים לכך שהפפטיד יופרין (נושא מחקר זה) עשוי לבנות סיבים עמילואידיים פונקציונליים, אך היה חסר מידע רב בנוגע לכך בספרות ולא היה כלל מידע מבני. כשהתחלנו ללמוד את הפפטיד מה שהצית את הסקרנות שלנו במיוחד היה כשגילינו שהפפטיד יוצר סיבים בעלי מבנה ייחודי וחדש אותו מעבדתנו גילתה לראשונה ופרסמה בשנת 2017 בעיתון Science. סקרנותנו גדלה עוד יותר כאשר חשפנו שהמבנה של הסיב, וכך גם הפעילות, של הפפטיד, משתנה בהעדר ובנוכחות של חיידקים. אם בתחילת המחקר היה לנו ברור שאנחנו רוצים להוכיח שהפפטיד יופירין מסוגל ליצור סיבים עמילואידים ולגלות את המבנה האטומי שלהם, תוך כדי המחקר הבנו שמשהו גדול הרבה יותר מתגלה לנו מול העיניים… מעין רובוטריק של הטבע שמשנה צורתו כדי לקבל יכולות חדשות בנוכחות האיום.
סיפור מצחיק/מעניין ממהלך המחקר?
המחקר הזה, כמו פרויקטים אחרים שלנו, היה מלא בכיף ובחוויות. חלקן הגדול של החוויות קורות בנסיעות למאיצי חלקיקים באירופה בהם אנחנו מבלים יממה רצופה באיסוף של דיפרקציות אטומיות של גבישי חלבונים, ומסיימים את המשמרת ביציאה לבר המקומי או בטיול בעיר בה אנחנו נמצאים. הנסיעות למאיץ חלקיקים הם תערובת של עבודה קשה ועייפות ועם זאת גם כיף, צחוק, נישנושים אל תוך הלילה ופשוט גיבוש מעבדתי אמיתי. יצאנו ממעבדת לנדאו כחברי אמת, או כמו שעינב אוהבת לקרוא לזה, ״אחים ביולוגיים מהורים שונים״. שנינו נמצאים כרגע בפוסט-דוקטורט בארה״ב ובקשר אדוק.
סיפור מעניין ספציפי במחקר זה היה בפתרון המבנה של הסיב הפונקציונלי של יופירין. הפתרון של המבנה הזה היה מאתגר מאוד, ובמהלך נסיעה של עינב לכנס בארה״ב היא פגשה את טובי המוחות בתחום של הביולוגיה המבנית, אותם אנשים אשר מפתחים את השיטות והתוכנות המשמשות אותנו בפתירת מבנים אטומיים. עינב בילתה כל רגע פנוי במהלך הכנס ובסוף כל יום ביחד עם אותם מדענים בניסיון ללמוד את הנתונים שנאספו במאיץ חלקיקים, להבין ולפתור את הבעיות, מה שבסופו של דבר הביא לפתרון המבנה, להבנה של אותם מפתחי שיטות לגבי מהם האתגרים הייחודיים בפתרון מבנים של סיבים שכאלו, וליצירת קשרים מקצועיים חשובים.
בעיניים שלכם, מה מקומה של יצירתיות בעולם המדע ?
יצירתיות היא דבר מרכזי במדע. אפשר ללמד כמעט כל אחד להשתמש במכשירים ולעשות מדידות, אבל לא כל אחד יכול לחשוב מדע, לראות בעיניי הדמיון מה שאי אפשר לראות בעיניים, ולחשוב מחוץ לקופסא. יצירתיות זה גם להבין איך שיטות מסוימות יכולות לשמש אותנו במחקר שלנו גם אם אף אחד לא עשה זאת לפנינו בסוג מחקר זה. יצירתיות מאפשרת לנו לפתח שיטות חדשות ולהגיע להשערות ותובנות שאינן ברורות מאליהן. גם אם לעיתים קרובות ההשערות היצירתיות האלו מתגלות כלא נכונות, בתהליך מחקרן אנו מגלים כל כך הרבה דברים חדשים ואז היצירתיות מתבטאת בתפיסה והבנה של מה שלא ציפינו לגלות ובהבנת ההשלכות של תגליות אלו. אלמנטים נוספים חשובים במחקר זה אומץ- אומץ לנסות דברים חדשים ולהיכשל עד שמצליחים, לא לפחד מהכישלון ולא לפחד משיטות חדשות ובעיקר להיות עם ראש פתוח להכל, כי הדברים הכי משמעותיים לעיתים רבות נמצאים איפה שבכלל לא מחפשים אותם.
כשאתם לא עושים מדע, מה אתם עושים?
עינב- "מגדלת את הילדים שלי, שרה, רוקדת, הולכת לקולנוע (כשהוא פתוח), או סתם מבלה מול הטלוויזיה, אבל… זה לא ממש קורה הרבה (חוץ מהחלק של לגדל את הילדים)".
ניר – "למרות שקריירה במחקר מדעי תובענית מאוד ומשאירה מעט מאוד זמן פנוי, כשכן יש כזה אני מאוד אוהב לטייל עם בעלי והכלב שלנו, לבשל ולאפות כדי שיהיה מה לנשנש, ואם נשאר עוד זמן לעשות גם קצת ספורט".
משהו אחד שאף אחד לא יודע עליכם !
עינב- "נולדתי וגדלתי ברמלה להורים ישראליים וסבים וסבתות מירושלים, מרוקו, לוב, וטוניסיה. בתור ילדה ונערה לא ידעתי בכלל על קיומו של הטכניון. כל זה השתנה כאשר הגיע נציג לתיכון שלי, בזמנו תיכון רמלה-לוד, וסיפר לנו על הטכניון ומה לומדים שם, ואז פשוט שמתי לעצמי למטרה- אני אלמד בטכניון! וכך היה בכל שלושת תאריי! אני דור ראשון באקדמיה, ולמרות שאף אחד במשפחה שלי לא באמת מבין את העולם שלי, האהבה, התמיכה והאמונה שלהם בי היא כל מה שהייתי צריכה כדי לדעת שגם אם אני נכנסת לעולם חדש ולא מוכר אני יכולה להצליח אם רק ארצה ואתמיד. במשך השנים ובמסגרת פעילותי בפר״ח גיליתי עד כמה ילדים שבאים מרקע דומה מרגישים שאין להם את הכילים, שהם לא מסוגלים להצליח, ולכן לא שואפים רחוק. ההבנה הזו לא עזבה אותי מעולם ולכן חשוב לי ליצור שינוי! אחת הבחירות שעשיתי היא להשאיר את שם המשפחה המקורי שלי, טייב, לצד השם משפחה של בעלי, פליגלמן, כדי לשמור על הזהות שלי ולהגיד שזה לא למרות הרקע שלי, אלא בגלל הרקע שלי שבו אני גאה, שהגעתי למה שהגעתי. היום כפוסט-דוקטורנטית ב UCLA אני מנהלת קבוצת נשים במדע שאני גם בין מקימיה. המטרה של הקבוצה היא לקדם שיוויון מגדרי במדע בכל הדרגות, ולהעצים נשים במדע ובכלל. כעת אני מרחיבה את פעילות הקבוצה על מנת לכלול גם קבוצות מיעוט שונות (נשים וגברים) בשיח, ומחכה לרגע שאוכל לעשות דבר דומה גם בישראל. ככל שאני עוסקת בנושאים אלו יותר ככה בוער בי יותר הצורך לקדם שינוי, שינוי שיכול להתחיל בדיוק כמו אצלי, בנציג אחד מהטכניון שבא לתיכון רמלה-לוד כדי להגיד לנו שגם אנחנו יכולים לשאוף לשם. השינוי, אני מאמינה, מתחיל בנו- בנשים, בקבוצות המיעוט, באוכלוסיות החלושות, באלו שצריכים ויכולים ללמוד להאמין שגם הם יכולים! לצד המחקר שלי אני מתכוונת תמיד להמשיך ולפעול למען שיווין במדע בכל מקום בו אני נמצאת".
ניר – "אם לא הייתי מדען הייתי פסיכולוג".
כשתהיו גדולים מה תרצו לעשות?
עינב- "חוקרת עצמאית באקדמיה, מנהיגה, מנטורית, מובילת דעה ודרך. אני רוצה להגיע הכי רחוק שרק אפשר בכל דבר שאני בוחרת לעשות ולמשוך איתי בדרך אנשים טובים שצריכים הכוונה".
ניר – "אני כבר גדול ועדיין לא יודע. למרות שבשלב הפוסט דוקטורט אני אמור להתמקד יותר ויותר בקריירה שלי, אני ממש מחכה ומתכונן לשלב הבא בחיים האישיים שלי שהוא להקים משפחה. כנראה שלא יהיה זמן רגוע יותר בהמשך, אז למה לחכות? "
ומה התוכניות להמשך הקריירה?
עינב- "התוכנית שלי היא לפתוח, בתקווה בעתיד הקרוב מאוד, מעבדה משלי שגם כן עוסקת בייחסי מבנה-פעילות של חלבונים ולהמשיך להגיע לתגליות חדשות ופורצות דרך תוך אינטגרציה של שיטות שונות והתחדשות מתמדת. המטרה שלי הוא להוביל את התחום שלי תוך שאני מפתחת דורות של מדענים טובים ושמחים כפי שעושה פרופסור לנדאו וכפי שעושה המנחה הנוכחי שלי בפוסט-דוקטורט".
ניר – "התוכנית שלי היא להמשיך לעסוק במחקר כדי להעמיק את הידע וההבנה שלנו לגבי תהליכים ביוכימיים בגוף האדם ברמה המולקולרית, וכיצד ניתן לשפר ולקדם את הרפואה ואת הטיפול במחלות".
יאללה לסיכום, טיפ קטן לסטודנט/ית שמתחילים עכשיו את הלימודים?
עינב- "תרים/י את הראש ותצעד/י קדימה! יהיו קשיים והרבה… לפעמים עד כדי רצון לוותר על הכל, אבל חשוב לזכור שההזדמנויות הכי גדולות שלנו לצמיחה נמצאות במקומות ובדברים שהכי קשים לנו!"
ניר – "תמיד לתת מקום לסקרנות הטבעית שלנו שמשכה אותנו לתחום המחקר, ולא לשכוח שיום שלא למדנו בו משהו חדש הוא יום מבוזבז".
לינק לאתר מעבדת לנדאו: https://mlandau.net.technion.ac.il/
קישור למאמר: https://www.pnas.org/content/118/3/e2014442118
