חלבונים

Infographic: Macedo Veiga Junior (Valf)

הגוף כמפת דרכים: אלגוריתם חדש מפענח את סודות החלבונים שלנו

תמונת מיקרוסקופיה בלתי קריאה עם סימונים פלואורסצנטיים חופפים של שבעה חלבונים (משמאל) תורגמה בדיוק רב באמצעות CombPlex לתמונה שניתן להבחין בה בין החלבונים השונים (מימין)

כל צבעי הרקמה

טכנולוגיה מבוססת AI שפותחה במעבדתה של ד"ר ליאת קרן מאפשרת מבט חסר תקדים על תהליכים ברקמות הגוף
מבנה הכרומטין. המחשה: depositphotos.com

איך חלבונים ו-DNA  מעצבים את זהות התא

מחקר חדש חושף מנגנון מרתק של "חיפוש מודרך", שבו ה-DNA ומבנה הכרומטין פועלים כ"מפת דרכים", המכוונת חלבונים למטרות גנטיות ספציפיות. המנגנון מספק תובנות חדשות על רכישת זהות תאית עשויות לקדם
דגימה מגידול של חולה אנושי בסרטן הריאות השכיח ביותר (אדנוקרצינומה). ניתן לזהות נוכחות של תאים מזדקנים המבטאים את החלבונים P16 (באדום) ו-PD-L1 (בירוק). גרעיני התאים בדגימה מסומנים בכחול

לפתוח סתימות במערכת החיסונית

ג'פרי הינטון וג'ון הופפילד, שניים מהחוקרים המרכזיים בתחום הבינה המלאכותית, זכו בפרס נובל לפיזיקה בשנת 2024. התמונה הוכנה באמצעות DALEE ואינה מהווה תמונה מדעית

הבינה המלאכותית מלאה תפקיד מרכזי בשתי קטגוריות של פרסי נובל 2024. זהו סימן לבאות

סביר שנראה עוד מדליות נובל ניתנות לחוקרים שהשתמשו בכלי AI. ככל שזה יקרה, ייתכן שנמצא שהשיטות המדעיות שמכבדות אותן הוועדות של פרסי נובל יתרחקו מהקטגוריות הפשוטות כמו "פיזיקה", "כימיה" ו"פיזיולוגיה
טיפול זוגי של חיידקים. איור מכון ויצמן

בטיפול זוגי

שער Molecular Systems Biology המציג את eCIS מזריק רעלנים שנחזו על-ידי AI. התרשמות אמן מאת ד"ר יצחק ידגרי

זיהוי רעלנים חדשים באמצעות למידת מכונה

מחקר חדש באוניברסיטה העברית חושף כיצד חיידקים משתמשים במנגנון מיוחד, כמו מזרק זעיר, להזריק רעלנים לאורגניזמים אחרים. באמצעות בינה מלאכותית, החוקרים זיהו למעלה מ-2,000 רעלנים אפשריים, אשר ייתכן שמוזרקים באמצעות
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

השרירים והשלד. המחשה: depositphotos.com

בין השרירים לשלד

חוקרים גילו כי בעכברים חסרי חלבון שאחראי על התכווצות שרירים, התפתח איחוי בין חוליות עמוד השדרה, מה שעלול להוביל לעקמת ולמחלות אורתופדיות נוספות
קישור לתמונת חוטי השדרה (צילום: ד"ר לינור אלפחל, מתוך כתב העת (Cell (Reports Medicine. משמאל- חתך חוט שדרה של עכבר המבטא את המחלה ללא טיפול, ומימין חתך  חוט שדרה של עכבר המבטא את המחלה ומטופל עם MIF:

גישה חדשנית למחלת ALS: העלאת רמות החלבון MIF בתאי עצב

מחקר בינלאומי של אוניברסיטת בן-גוריון בנגב בשיתוף עמיתים מגרמניה, ארה"ב וקנדה, התעמק בפוטנציאל של הגדלת רמות חלבון (MIF) כגישה חדשה להתמודדות עם מחלת ניוון שרירים .(ALS) ממצאי המחקר החדשני פורסמו
Photo 190541348 | Virus © Ponsuwan | Dreamstime.com

ארגז הכלים של נגיף הקורונה

על שני רכיבים שמסייעים ל- COVID-19 לייצר את חלבוניו ולהתרבות
תמונה מדעית. מערכת מודל תלת-ממדית של תאי עצב אנושיים בצלחת. בירוק ובסגול: תאי עצב המבטאים חלבון תקול במערכת האוביקוויטין. כתוצאה מביטוי זה נוצרת הפתולוגיה המאפיינת חולי אלצהיימר – היווצרות צבירי עמילואידים (באדום) מחוץ לתאים

חוקרים בטכניון זיהו את המנגנון המוביל להיווצרות צברי חלבונים המעורבים בהתפתחות מחלת האלצהיימר

במוחות של חולי אלצהיימר מצטברים חלבונים רעילים. בחולי האלצהיימר המשפחתי, מנגנון ההצטברות ברור היות וישנו קשר נסיבתי בין המוטציות לבין זהות החלבונים הפגומים. במחלה האקראית, לעומת זאת, סיבת הצטברות החלבונים
תאי חיידק לפני הדבקה בפאג' (משמאל) ולאחריה (מימין). הנגיף משכפל עצמו בתוכם ומוביל להתפוצצות התאים ולשפיכת תכולתם (באדום – הדי-אן-אי החיידקי שנשפך מהתא)

לשרוד עם 0% סוללה: התגלתה מערכת חיסונית שמרוקנת את התא מאנרגיה

המערכת החדשה התגלתה בחיידקים – אך משמשת גם באלמוגים, דבורים ואחרים
מקרופאגים של הריאה שהודבקו בנגיף הציטומגלו האנושי. בירוק זוהר – התאים שבהם ישנה הדבקה פעילה

על נגיפים רדומים וחלבונים מגינים

גילויים חדשים על האופן שבו נקבעת תוצאת ההדבקה בנגיף ממשפחת הרפס והיכן עלולים להסתתר בגוף נגיפים רדומים
משמאל: תאים עם חלבון FUS מוטנטי שגורם להצטברויות (בירוק) ומוביל למחלת ALS. מימין: התאים עם החלבון / שפרון (בוורוד) שמצליח למנוע את ההצטברויות

להיאבק במחלות ניווניות

זוהו החלבונים והמנגנונים הנדרשים למאבק בהצטברויות החלבוניות שמובילות למחלות ניווניות-עצביות
חלבון G. באדיבות ד"ר משה פרנס, אוניברסיטת תל אביב

להתרגל לריח

סיפור על חלבון שלא חש מתח חשמלי
דגי אמנון שנפגעו מהנגיף ומתו. באדיבות החוקרים

בין נגיפים לדגים

הרצף הגנטי של נגיף שגרם לתחלואה ותמותה של דגי אמנון, אינו דומה לשום רצף גנטי מוכר
כמו דמויות לגו, חלבונים יכולים לעטות על עצמם שלל תלבושות - תגיות כימיות המשנות אותם לבלי היכר. השיטה החדשה מאפשרת לזהות כ-30 תגיות בתוך שש שעות, לעומת שלוש תגיות בלבד בתוך שבועיים בשיטות הקיימות

החלבון לובש פראדה

בתגובה לשינויים סביבתיים ותוך-תאיים, עוטים על עצמם החלבונים בגופנו שלל תלבושות המשנות את תכונותיהם ומקשות את הזיהוי שלהם. מדעני המכון פיתחו מנוע חיפוש פורץ דרך המסוגל לזהות חלבונים אלה ביעילות
מבנה תלת-ממד של אנזים ממשפחת פראוקסידאזות ורסטיליות שנוצר באמצעות חיזוי המבוסס על בינה מלאכותית. הנקודות הצהובות מסמנות מוטציות שהוכנסו על-ידי האלגוריתם שפותח במעבדתו של פרופ' פליישמן, במטרה להגביר את יציבות האנזים

חלבוני העתיד כבר כאן

שילוב בין בינה מלאכותית ובין אלגוריתמים לעיצוב חלבונים מאפשר לראשונה גישה למכרה זהב: מיליוני חלבונים טבעיים שיוכלו לשמש בשלל יישומים סביבתיים, רפואיים ותעשייתיים
מולקולת DNA. איור: depositphotos.com

נול האריגה של האבולוציה

שיטה חדשה מאפשרת לאתר נקודות דמיון בין מולקולות בקרת גנים של מינים שונים – מלטאות ועד בני-אדם – וכך לחשוף מקטעים חיוניים שנשמרו לאורך האבולוציה
מימין: ד״ר עקיבא פיינטוך, פרופ׳ דניאלה גולדפרב וד״ר אנג'ליקי ג'יאנוליס. ראו חלבון סגור. צילום: דוברות מכון ויצמן

סגור, פתוח, סגור

כאשר התגלו לראשונה מקטעים לא-מסודרים במולקולות חלבון בסוף שנות ה-80 של המאה הקודמת, מדענים נהגו לחתוך ולזרוק אותם. איור: מעבדתו של ד"ר האגן הופמן, מכון ויצמן

לא מסודרים ולא במקרה

נוף של צביר כוכבים צעירים ( בני מיליון שנים), המכונה ערפילית צפון אמריקה או הערפילית הפלסיאנית (למעלה מימין). זו גרסה נקיה ומעובדת של התמונה המקורית של טלסקופ החלל שפיצר. NASA/JPL-Caltech. איור: shutterstock

האם אבני הבניין של החיים נוצרו בעננים בין-כוכביים?

תרשים המציג את התפתחות החיים לאורך התקופות הגיאולוגיות. מקור: United States Geological Survey / Wikimedia.

איך נוצרו התאים הראשונים? עם חלבון

יצירת אשכולות חלבונים מורכבים. / באמצעות כוונון מדויק של תהליכים כימיים בעזרת קומפלקסים אורגנו-מתכתיים איור: פרופ' אשרף בריק, הטכניון

דרך חדשה ואפקטיבית ליצירת חלבונים מורכבים

חקלאי מעבד אדמה באמצעות טרקטור. איור: מתוך pixabay.com

הגברת ייצור היבולים בעזרת האצת התהליך של נשימת אור

אילוסטרציה. Credit: Darryl Leja, NHGRI.

ספר החוקים של התא

"סלפי" תאי: תא mTEC אשר צולם באמצעות השיטה החדשה הקרויה PLIC. הנקודות הירוקות מצביעות על אינטראקציה בין חלבונים העוזרת למנוע מתקפה אוטואימונית. מקור: מגזין מכון ויצמן.

סלפי ביטחוני

הגילוי יאפשר לטפל בשורה של מחלות הנוצרות כתוצאה מהצטברות חלבונים בתאים. אילוסטרציה: pixabay.

חוקרים זיהו מנגנון ביולוגי לפירוק גושי חלבונים

אף ששמם ניתן להם בשל תפקידם על הלשון, קולטני הטעם המר והמתוק התגלו לאחרונה ברקמות ובאיברים שונים שאינם באים במגע עם מזון. לפחות בכמה מאזורי הגוף האלה, בעיקר בדרכי הנשימה, יש לקולטני הטעם האלה תפקיד חשוב בתגובה החיסונית. אילוסטרציה: pixabay.

משמר הטעם המר

השוואה בין מודלים ממוחשבים (בירוק) למבנים ניסיוניים (בסגול). דיוק ברמת האטום הבודד הן במבנה הכללי (משמאל) והן במקטעי הלולאות (מימין). מקור: מגזין מכון ויצמן.

שיטה ממוחשבת לייצור חלבונים מלאכותיים

בני-אדם חולקים עם דגים כ-70% מהגנים המקודדים חלבונים, אך רק 0.5% מהגנים השייכים לקבוצת הבקרה המייצרת lncRNA. תמונה: pixabay.

מיחזור גנטי: תפקידים חדשים לגנים קדומים

הסיבים דמויי הלגו במיקרוסקופ אלקטרונים. מקור: מגזין מכון ויצמן.

חלבונים בהרכבה עצמית

זו אינה גרסה חדשה של הדגל הלאומי של גמביה, אלא רירית של המעי כפי שהיא נראית במיקרוסקופ. מולקולות אר-אן-אי שליח של שני גנים שונים (אדום וירוק) ממוקמים בשני צידי הגרעין של התאים (כחול). מקור: מגזין מכון ויצמן.

כלכלת מעיים

דיונון. צילום: Richard.

סודות הדנ"א של הדיונון

אילוסטרציה: numb3r.

זמן אפס

ייצוג סכמטי של מעבר האור דרך מתחם הגלאי של פוטו-קולטן וההתקדמות של האור עד לאפקטור (באדיבות: © TU Graz/IBC).

מערכת ביולוגית עם מתג של אור

חיידקי סטפילוקוק זהוב. מקור: NIAID.

החץ המורעל של החיידק הזהוב

תרשים של אנזים 3-GSK. כיצד פועלות יחד מולקולות מורכבות כמו חלבונים? מקור: Boghog, Wikimedia.

כשחלבונים מצליחים להפתיע

צילום מפרויקט לחיסון ממלריה באיי שלמה. מקור: Jeremy Miller, AusAID, Department of Foreign Affairs and Trade, Flickr.

אני מכיר אותך מאיזה מקום?

דוגמנית עם שיער ירוק צבוע. איור: shutterstock

זיהוי ייחודי של בני אדם בעזרת השיער

תרשים של חלבון מסוג קטלאז. מקור: ויקימדיה / Vossman.

איך חלבון נולד?

איור של אצטילכולין אסטראז. מקור: pdb101.

בין חישוב לעיכוב