גנטיקה

נשים יפניות לבושות קימונו. המחשה: depositphotos.com

מחקר חדש גילה שלוש קבוצות גנטיות עיקריות ביפן ולא שתיים כפי שחשבו עד כה

מחקר חדש ניתח נתוני ריצוף גנום שלם מ-3256 אנשים ברחבי יפן, תוך שימוש במאגר ביו-בנק יפן. החלוקה היא: קבוצה באוקינאווה, הקשורה לאוכלוסייה עתיקה שחיה ביפן, בוצה בצפון-מזרח יפן, אולי קשורה
כך קורסת הפריחה: ארבעה נגיפי ענק דמויי משושה שהשתכפלו באצה חד-תאית (המרקם המחוספס בצד ימין) בדרכם החוצה להדביק אצות נוספות. שלושה מהנגיפים תקינים ומוכנים לפעולה – ואחד לבן וריק מדי-אן-אי. תצלום: ד"ר דניאלה שץ

המצוד אחר נגיפי ענק באוקיינוס

טיפול זוגי של חיידקים. איור מכון ויצמן

בטיפול זוגי

מבנה פנימי של כלורופלסט שהוקפא. התמונה מספקת הצצה לקרומי האברון ולסידור החלבונים הפוטוסינתטיים על פניהם. צולם במיקרוסקופ אלקטרונים סורק קריוגני

מחושך לאור

האם הבנה טובה יותר של תהליך הפוטוסינתזה תסייע לגדל צמחים בתאורה מלאכותית?
אימונותרפיה. המחשה: depositphotos.com

מהר יותר, חזק יותר

מדעני מכון ויצמן פיתחו גישה חדשה להגברת קצב החלוקה של תאי חיסון במעבדה, תוך שימור יכולתם להרוג תאים סרטניים, וזיהו חלונות זמן מיטביים שבהם התאים קטלניים במיוחד. השיטה עשויה לקדם
פסולת פלסטיק שנסחפה לחוף האי באלי. המחשה: depositphotos.com

ירוק, קשיח, גמיש ואפילו אכיל

פסולת פלסטיק מצטברת בלב האוקיינוסים ובקרקע וחלקיקי פלסטיק זעירים חודרים למחזור הדם שלנו. כל עוד לא יימצאו תחליפים הולמים לחומר התעשייתי הנפוץ, זיהום זה צפוי להימשך ואף להתגבר. מדעני מכון
התקף לב. המחשה: depositphotos.com

גילוי מפעים

קופקסון עשוי להגן על תאי שריר הלב ולשפר את תפקודו לאחר התקף לב
מבנה DNA. המחשה: depositphotos.com

לפרוץ את גבולות התא

מדעני מכון ויצמן למדע יצרו את המעגל הגנטי המלאכותי הקטן ביותר אי פעם. הפיתוח החדש המבוסס על מולקולת די-אן-אי בודדת, צפוי לקדם את הדור הבא של יישומים ננו-ביוטכנולוגיים
שכבות גידולי הגליובלסטומה: שכבה ראשונה של רקמת נמק במרכז הגידול שאינה מקבלת אספקת חמצן (אדום), שכבה שנייה של תאי סרטן המחקים רקמת חיבור עוברית (צהוב), שכבה שלישית של תאי חיסון (ירוק) וכלי דם (לבן) ושכבה רביעית של תאי גידול שמקבלים חמצן ומחקים רקמות נורמליות במוח (בוורוד ובתכלת)

לקלף את השכבות מגידולי המוח

בשני מחקרים שהתפרסמו באחרונה, מיפו מדעני מכון ויצמן למדע את גידולי סרטן המוח הנפוצים ברזולוציה חסרת תקדים, וזיהו גורם אפשרי לכך שחלק מהחולים אינם מגיבים לטיפול חדש

הריקוד המוזר של יון ואטום

מולקולה קרה, מוזרה וקצרה שנוצרה בניסוי במכון ויצמן למדע בעקבות התנגשות בין חלקיקים, עשויה לשפוך אור על תגובות כימיות בטמפרטורות נמוכות במיוחד
מימין: ד"ר שגית מאיר, ד"ר אווה הייניג, ד"ר ניקולאי קוזמיץ', פרופ' אסף אהרוני, ד"ר שירלי ברמן, ד"ר יואב פלג, הילה חרט וד"ר אילנה רוגצ'ב (צולם במשתלת רגב)

הזיות של קקטוסים

נחשפו סודות הייצור של מסקלין – סם הזיה טבעי בעל פוטנציאל טיפולי * הסם המופק מקקטוס הפיוטה ההולך ונכחד משמש בטקסים דתיים כבר אלפי שנים. השפעתו על קולטני הסרוטונין במוח
דימות של רקמת מעי דק אנושי באמצעות שיטת צביעה פלואורסצנטית המאפשרת לסמן מספר רב של חלבונים במקביל וכך למפות אילו חלבונים מיוצרים בכל אזור בסיסי המעי

לנווט בדרכי העיכול

צילום מיקרוסקופ של ביופסיה מהריאות של חולה. המחשה: depositphotos.com

לקראת דור חדש של טיפולים במחלות זקנה

סריקה גנטית. המחשה: depositphotos.com

בינה מלאכותית חשפה גורמים לסרטן שהוסתרו ב-DNA "זבל"

מחקר באוניברסיטת סידני מצביע על כך ש-DNA שאינו מקודד, המהווה 98% מהגנום שלנו ונחשב בעבר ל"זבל" – כלומר חסרי תפקיד מוגדר או מיותרים, עשוי לשחק תפקיד מכריע באבחון וטיפול בסרטן.
חתך היסטולוגי של חלל האף וקונכיות האף של עכבר שקיבל חיסון אף

תאי החיסון שהתגלו מתחת לאף

מדעני מכון ויצמן למדע חשפו תאים יצרני נוגדנים ברקמת העצם של קונכיות האף ונוטעים בכך תקווה לפיתוח חיסוני אף יעילים יותר וטיפולים חדשים באלרגיות ובמחלות עצביות ואוטואימוניות
רגל שעירה של ממותה צמרירית שהשתמרה היטב. מקור: ABC News, שקיבלו את התמונה מלאב דאלן באוניברסיטת סטוקהולם

סיפורה המוזר של יקינף הממותה – שאולי עוד תחזור לחיים

פרופ' ג'ורג' צ'רץ' מנסה לשבט ממותה צמרית שנלכדה בקרח הסיבירי לפני 52 אלף שנה
תמונת מיקרוסקופ אלקטרונים של פאג'ים שהשתכפלו בתוך תאי חיידק שברשותם המערכת החיסונית שהתגלתה במחקר. המערכת החיסונית הצמידה לזנבותיהם של הפאג'ים חלבון דמוי יוביקוויטין (מסומן בנקודות שחורות וחיצים לבנים) ובכך מנעה מהם להדביק תאי חיידק נוספים

לזנב בנגיפים

מדעני מכון ויצמן למדע גילו מערכת חיסון חיידקית ה"מסרסת" את זנבותיהם של נגיפים. המערכת החדשה מבוססת על חלבון שגילו בעבר חתני פרס נובל אברהם הרשקו ואהרון צ'חנובר
המחשה: depositphotos.com

הביצית המופרית ומלחמתה בפטריארכיה

אם שאלתם את עצמכם מדוע אנחנו יורשים את המיטוכונדריה רק מהאם, התשובה היא - הביצית היא זו שמשמידה את המיטוכונדריה של האב זמן קצר מאוד אחרי ההפריה
תאים עם חלבוני p53 מסרטנים (באדום), בנוכחות החלבון המלווה DNAJA2 (משמאל) ובנוכחות גרסה שלו ללא ״סיכת ראש״ (מימין). בנוכחותה, המבנה של החלבונים המסרטנים מיוצב והם אינם נדבקים זה לזה ולכן נותרים מפוזרים ברחבי התא. בהיעדרה, התא לא נצבע אדום שכן החלבונים יוצרים צברים (נקודות אדומות) שהתא יכול לזהות ולהשמיד (בכחול – החומר הגנטי בגרעיני התאים)

לנעוץ סיכה בגידול

מדעני מכון ויצמן למדע גילו מנגנון תאי חדש לזיהוי חלבונים שהמבנה התלת-ממדי שלהם נפרם וחושפים בכך מטרה ממוקדת לטיפול בסרטן
שיפור גנטי של יבולים. המחשה: depositphotos.com

פרס וולף בחקלאות לשלושה זוכים על גילויים מרכזיים בביולוגיה התפתחותית של צמחים התורמים לשיפור יבולים

הזוכים הם פרופסור אליוט מ. מאירוביץ (Elliot Meyerowitz) מקאלטק והמכון הרפואי האוורד יוז, ארה"ב, פרופסור ג'ואן קורי ( Joanne Chory) ממכון סאלק, ארה"ב, ופרופסור ונקטסן "סונדר" סונדראסן ( Venkatesan “Sundar”
סריקת MRI רגילה אינה מסוגלת לזהות גידול בלבלב (משמאל). לאחר הזרקת סוכר מהונדס ושיפור הרגישות של הסריקה, הגידול מופיע בבירור בגישת ה-MRI החדשה שפיתחו החוקרים (מימין)

להאיר את הממאיר

שיטת MRI חדשה שפיתחו מדעני מכון ויצמן למדע צפויה לסלול את הדרך לאבחון מוקדם של סרטן הלבלב
בתמונה, מימין לשמאל: ד"ר טניה דובוביק, פרופ' שי שן-אור, ד"ר אלינה סטרוסבצקי וד"ר מרטין לוקצ'ישין

מחקר שופך אור על האבולוציה המתמדת של מערכת החיסון

חוקרי הפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט בטכניון מראים במאמרם בנייצ'ר כיצד התפתח במערכת החיסון "מרחב התפתחותי" המאפשר לה להסתגל במהירות לשינויים בסביבה
תאי גזע כלייתיים. באדיבות פרופ' בני דקל וד"ר דורית עומר.

ללמוד על מחלה מחוץ לגוף

מידול מחלות כליה באמצעות אורגנואידים כליתיים שמקורם מתאי גזע עובריים ובוגרים
במחקר החדש, מדענים תכנתו מחדש צמחי ניקוטיאנה בנטהמיאנה לייצור מגוון רחב של סוכרים מועילים הנמצאים בחלב אם, הנקראים אוליגוסכרידים של חלב אם. קרדיט: קולין בארנום

צמחים מהונדסים מייצרים סוכרי חלב אם שעשויים להוביל לפורמולת תינוקות בריאה יותר

כיום, ניתן לייצור מספר קטן של אוליגוסכרידים של חלב אם בעזרת חיידקי E. coli מהונדסים. עם זאת, בידוד המולקולות המועילות מתוצרים רעילים אחרים הוא תהליך יקר, ורק מספר מוגבל של
הגנן המסור: מחסור בחלבון Kif2a הוביל לגידול פרא של סיבי העצבים בעור של עכברים בוגרים (מימין), בעוד בעכברים ללא מחסור בחלבון השלוחות העצביות טופחו בקפדנות (משמאל)

כואב אבל פחות

מדעני מכון ויצמן למדע גילו חלבון שמווסת את הרגישות לכאב לאורך החיים
צוות המחקר מאוניברסיטת ברקלי השתמש ב-CRISPR/Cas9 להגדלת ביטוי גנים באורז על-ידי שינוי ה-DNA הרגולטורי העילי שלו. בעוד שמחקרים אחרים השתמשו בטכנולוגיה זו כדי לנטרל או להקטין את ביטוי הגנים, הם השתמשו לראשונה במחקר זה בעריכת גנים ללא הטיה להגדלת ביטוי גנים ופעילות פוטוסינתטית בהמשך. קרדיט: פרויקט RIPE.

צוות מחקר משתמש ב-CRISPR/Cas9 לשינוי תכונות פוטוסינתזה של גידולים חקלאיים

בעוד שמחקרים אחרים השתמשו בעריכת גנים CRISPR/Cas9 לנטרול או הקטנת ביטוי הגנים, במחקר החדש שפורסם ב-Science Advances השתמשו לראשונה בעריכת גנים ללא הטיה להגדלת ביטוי גנים ופעילות פוטוסינתטית בהמשך.
מדעני המכון חיפשו איך לבסס שיטה יעילה לעיבוד מידע במחשבים קוונטיים – וגילו במפתיע סוג חדש של מערבולות הנוצרות במפגש בין שני פוטונים

כשחלקיק אור רואה את האור

מדעני המכון חיפשו איך לבסס שיטה יעילה לעיבוד מידע במחשבים קוונטיים – וגילו במפתיע סוג חדש של מערבולות הנוצרות במפגש בין שני פוטונים
מימין: הפתח (אדום) של הפאגופור (ירוק) נשאר צר בזכות פעילותם המתואמת של שני צברי חלבונים. משמאל: הפתח התרחב לאחר שהמדענים הפחיתו את פעולת הצבר שאחראי על סגירתו

לפתוח פה קטן

כך שומרים על דיאטה מאוזנת של אברוני האוטופאגיה – מנגנון האכילה העצמית בתאי גופנו המרחיק פסולת ומתחזק את בריאותנו
המנועים שמדמים את ATP סינתאז נעים באי-סדר ויוצרים מבנה מסודר בעזרת הזרימה.

איך שחלבון מסתובב לו

חוקרים מצאו כי החלבון ATP סינתאז, הממלא תפקיד מרכזי בתהליך הנשימה התאית, מתארגן בעצמו בתבנית משולשת, מכיוון שהוא נכלא בשדה המערבולת שהוא עצמו מייצר
החוקרים השתמשו בטכניקות לצביעת חלבונים כדי לחשוף את זהות התאים באורגנואידים שיצרו. בתמונה ניתן לראות ארבעה אורגנואידים של מערכת העצבים המרכזית בעובר, כאשר בסגול מסומנים חלבונים המזוהים עם התפתחות המוח הקדמי והאמצעי, בירוק – המוח האחורי, ובאדום – מרכז חוט השדרה

מהמוח ועד הזנב

חוקרים מאוניברסיטת מישיגן וממכון ויצמן למדע פיתחו לראשונה מערכת עצבים מרכזית על שבב המדמה באופן נאמן את זו של העובר האנושי – מקצה חוט השדרה ועד למוח הקדמי
אַנַבֵּינָה תחת המיקרוסקופ. החיידקים הכחוליים שימשו השראה למחקר

חיידקים נגד מוטנטים

מדעני מכון ויצמן למדע גרמו לתאי חיידקים לחקות תהליכים המאפיינים יצורים רב-תאיים, וגילו מנגנון הגנה אפשרי מפני סרטן
טריפ של דגים. איור: אתר הידען באמצעות DALEE. התמונה להמחשה בלבד אין לראות בה תמונה מדעית

טריפ של דגים

מדעני המכון פיתחו שיטה לגילוי ההשפעות העצביות של סמים פסיכדליים. האמצעי: דגי זברה על פטריות הזיה. המטרה: לסלול דרך לטיפולים יעילים יותר בדיכאון ובהפרעות מצב רוח אחרות
רחוב מואר בצמחי פטוניה בעלי גנים של גחליליות. האיור הוכן באמצעות DALEE ואינו מהווה תמונה מדעית.

בוטניקה זוהרת: פטוניות שזוהרות-בחשיכה מגיעות לערים

חברת Light Bio פיתחה צמחי פטוניות המכילות גן תאורה של גחליליות. האם הן ייתרו את פנסי הרחוב?
שריר בהתהוות: תאי גזע של רקמת שריר (גרעיניהם מסומנים בכחול) משנים בהדרגה את המבנה והתפקוד שלהם והופכים לתאי שריר בוגרים (התאים שגרעיניהם האדימו). תאים אלה יתאחו בסופו של דבר לתא שריר אחד ארוך ומרובה גרעינים. יכולתו של שריר זה להתכווץ היא הודות למספר רב של סיבים חלבוניים המיוצרים בתאי השריר הבוגרים (מסומנים בירוק)

איך שריר נולד

מודל בינה מלאכותית שופך אור על מסלול ההתמחות של תאי שריר וחושף צומת בקרה חשוב בדרך
הירארכיה חברתית בעכברים. התמונה הופקה באמצעות DALEE ואין לראות בה תמונה מדעית

המרוץ לצמרת של עכבר הבר

מחקר בעכברי שדה בתנאים המדמים סביבה טבעית, חושף את האסטרטגיות השונות המשמשות נקבות וזכרים ביצירת היררכיות חברתיות
כבש מרקו פולו, לאחר המוות. מקור: ויקיפדיה, מריה לי

על האיש ששיבט כבש ענקי ושחרר אותו לטבע בניגוד לחוק

חוואי אמריקני שיצר בניגוד לחוק שיבוט של כבש ענקי – וניסה לפתח מין היברידי חדש ברחבי ארצות הברית ולשחרר אותו לטבע
עישון וקרינה אולטרה סגולה גומרים לתופעות ההזדקנות. קרדיט: אתר הידען באמצעות DALEE

הסיבה להזדקנות: נזק מצטבר מגורמים כגון קרינה ועישון גורם לביטוי נמוך של גנים ארוכים

חוקרים הולנדים מצאו כי תהליך זה קורה כל הזמן ופוגע בכל הגנים אבל ככל שהגנים ארוכים יותר הם עלולים להיפגע יותר כי יש בהם יותר אתרים. במיוחד הנזק הגדול הוא
השמר החדש התגלה לראשונה במקרה במעי עכבר (תמונת מיקרוסקופ פלואורסצנטי של רקמת מעי, באדום – תאי השמר על-שם ויצמן)

שמר נגד שמר: תחרות בריאה בין מינים פטרייתיים שונים במעי עשויה להגן מפני זיהומים מסכני חיים

מדעני מכון ויצמן למדע גילו מין חדש של שמר שביכולתו לדחוק את רגליהם של מינים אחרים שעלולים להיות מסוכנים לבריאות; המדענים קראו למין החדש על שמו של ד"ר חיים ויצמן
חתך בגופיף עוברי. באדיבות החוקרים

איך – ואיפה – מתחילה מחלה?

חוקרים גילו אילו גנים דרושים לכל שלב בהתמיינות תאים לתאי גזע עצביים ותאי עצב, כלומר להתפתחות המוח, ואילו מהם מעורבים במחלות של מערכת העצבים
מערך הניסוי: תעלות מיקרופלואידיות בקוטר 1 מיקרון שבהן גודלו חיידקי אי-קולי לאורך כמה דורות תוך שימוש במגוון סמנים פלואורסצנטיים. סמנים אלה מאפשרים לעקוב אחר אירועים חשובים במעגל החיים של החיידק ברמת התא הבודד

איך יודע חיידק שהגיע הזמן?

על תוכנית החלוקה התאית
תאי גזע פוליפוטנטיים. המחשה: depositphotos.com

תאי גזע המשמשים בסיס לרפואה מחדשת עלולים להכיל מוטציות סרטניות

מחקר של חוקרים באוניברסיטה העברית מצא כי בתאים בוגרים שמקורם בתאי גזע, המשמשים לתחום של רפואה רגנרטיבית המתמקד בחידוש רקמות חיות וביצירת איברים להשתלה, עלולות להופיע מוטציות סרטניות
ייחור. באדיבות החוקרים, אוניברסיטת תל אביב

מה משפר את תהליך הייחור של צמחים שנחשב קריטי בחקלאות?

חוקרים גילו דרך לייעל משמעותית את תהליך ההשרשה בתהליך השיבוט הגנטי הטבעי של צמחים
רפואה מותאמת אישית. התמונה הוכנה בעזרת תוכנת הבינה המלאכותית DALEE ואינה מהווה תמונה מדעית

לקראת טיפול בהנטינגטון: שתי מולקולות קטנות עשויות לחולל מהפכה גדולה בטיפול במחלה חשוכת מרפא

מדעניות מכון ויצמן הראו במודל עכבר כי התרופות מצליחות לחדור מבעד למחסום הדם-מוח, לעכב את התקדמות המחלה ואף להסיגה לאחור
שער כתב-העת המדעי מציג את המבנה התלת-ממדי של חלבון חדש, כפי שנחזה על-ידי שלושה אלגוריתמים שונים של בינה מלאכותית

חלבונים ללא הורים

שיתוף פעולה בין חוקרים ישראלים, סטודנטים סינים ובינה מלאכותית חושף קמטים חדשים בין קפליהם של חלבונים יתומים ומעדכן פרקים בתורת האבולוציה
עוברי עכבר, ארנב ואדם (מימין לשמאל) המצויים באותו שלב התפתחותי – גסטרולציה (ימים 8-7.5 להריון בארנבים ובעכברים וסביבות יום 18 להתפתחות בבני-אדם). בשלב זה עוברי האדם, הארנב וחולייתנים אחרים הם בצורת דסקית כמעט שטוחה, בעוד עובר העכבר הוא בצורת גליל מוארך. התמונות של עוברי העכבר והארנבת נוצרו במסגרת המחקר הנוכחי, התמונה של עובר האדם לקוחה ממחקר שהתפרסם ב-2021 (Richard CV Tyser et al. Single-cell transcriptomic characterization of a gastrulating human embryo. Nature 600: 285-289)

במחילת הארנב

מדעני המכון פיתחו שיטה המאפשרת לעקוב בזמן אמת אחר התפתחות עוברים בתחילת דרכם ויישמו אותה לראשונה על ארנבים. ההשוואה שערכו בין התפתחות עוברית בארנבים ובעכברים הולידה תשובות לשאלות מרתקות על
ממצאים כנעניים מתל מגידו (באדיבות משלחת ארכיאולוגית מגידו)

חוקרים ניתחו את הגנטיקה של הכנענים ואת הקשר שלה לאוכלוסיות מודרניות כגון יהודים, פלסטינים ובדואים

ניתוח ה-DNA הראה כי הכנענים נוצרו מערבוב של אוכלוסיות שהיגרו ללבנט הדרומי בעיקר מאזור הקווקז (או מערב איראן) עם אוכלוסיות מקומיות קדומות ששהו בו, תהליך שנמשך לפחות 1,000 שנה