מגזין הטכניון | סתיו 2024

27 ח וקרים משתי פקולטות בטכניון מציגים אסטרטגיה חדשה למדידת כוחות מכניים בתהליכים ביולוגיים. Journal of the American את המחקר שפורסם ב- הובילו פרופ’ יהושע גרולמן ויפאן ליאו Chemical Society מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים בשיתוף פרופ’ צ’רלס דיזנדרוק מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך. מכנוביולוגיה היא תחום מחקר העוסק בהשפעתם של כוחות מכניים על תהליכים ביולוגיים שונים. מדידתם של הכוחות האלה ברמה המולקולרית היא אתגר מורכב, והפיתוח של חוקרי הטכניון צפוי לאפשר מדידות שלא התאפשרו קודם. מערכות מכנוביולוגיות שונות, שהתפתחו במהלך האבולוציה במשכי זמן עצומים, מפגינות יעילות גבוהה ב”תרגום” של כוחות מכניים לסיגנלים ביולוגיים. המערכות הטבעיות האלה מספקות השראה רבה לפיתוחים הנדסיים, אולם קשה מאוד לחקות את רמת הדיוק שלהן במערכות מלאכותיות, בעיקר ברמה המולקולרית. לכן פריצות דרך בתחום זה חשובות מאוד בהקשרים רבים ובהם העברת תרופות בתוך הגוף, ניטור פגמים בחומר ופיתוח חומרים המתקנים את עצמם. הטכנולוגיה שפותחה בטכניון מבוססת על מכנו-חורים ) - יחידות מולקולריות שכאשר נכפה Mechanophores ( עליהן שינוי מבני, למשל באמצעות לחץ או מתיחה, הן מייצרות סיגנלים כימיים או פיזיקליים. מדידתם של סיגנלים אלה, המספקת מידע על מצבו של החומר, היא אתגר טכנולוגי מורכב מאוד, בעיקר כאשר נדרשת רגישות גבוהה במדידה. הטכנולוגיה שפיתחו החוקרים מאופיינת ברגישות גבוהה מאוד יחסית לשימושים קודמים במכנו-חורים ומגיבה בלבד - מה שהופך אותה לרלוונטית מאוד 5% גם למתח של בתהליכים ביולוגיים שונים שניטורם לא התאפשר עד כה. טכניקה זו רלוונטית למגוון חומרים ביולוגיים ומלאכותיים. חוקרי הטכניון הצליחו לייצר חומר רגיש לכוח ממולקולה הקרויה ספירופיראן, וכך יצרו מעין גלאי מולקולרי המספק מידע על הכוחות המכניים בחומר. התהליך הנדרש הוא , כלומר אינו מצריך תהליכים click chemistry תהליך של רב-שלביים ואינו כרוך בתוצרי לוואי בלתי רצויים. , מודגמת Dip-conjugate האסטרטגיה החדשה, הקרויה במאמר על אנליזה של סיבי הצמר של האלפקה - בעל חיים ממשפחת הגמליים הנפוץ במיוחד בדרום אמריקה. יתרונה של טכנולוגיה זו בכך שהיא ישימה בחומרים סינתטיים וטבעיים כאחד, ובהם חומרים המיוצרים מחלבונים ופחמימות. החוקרים מעריכים כי בתחום התעשייתי תתרום טכנולוגיה זו להאצה והוזלה של תהליכי ייצור של מכנו-חורים בפולימרים. בנוסף ליישומים הביולוגיים, החוקרים מציינים כי “החומרים שפיתחנו עשויים להפוך חומרים ביולוגיים ומלאכותיים רבים לחיישנים בעלי רגישות יוצאת דופן. הם עשויים לשמש גם לציפוי רכיבי מטוסים, כך שיתריעו על כשלים המתהווים ברכיבים האלה.” ) ICRF המחקר נתמך על ידי הקרן לחקר הסרטן בישראל ( .) ISF וקרן הלאומית למדע ( ב ביוני התקיים מפגש ההשקה של “המרכז 26 - ) - מרכז iTechAge להזדקנות בריאה” בטכניון ( בין-תחומי ובין-פקולטי שנועד לקדם את המחקר והפיתוח לטובת בריאות האדם בגיל המבוגר. פרופ’ נעם זיו, סגן המשנה הבכיר להנדסה ומדעי החיים והרפואה, סיפר כי היוזמה להקמת המרכז יצאה לדרך עם קבוצה של מומחים שאישרו שהרעיון ראוי, חברי סגל. ראש המרכז, 25 ונמשכה במפגש ראשון עם פרופ’ שי שן-אור מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט, הסביר כי במרכז יפעלו קבוצות מחקר שונות והוא יגייס Lifespan קבוצת מתנדבים שתהווה מדגם ארוך-טווח ( ), שבאמצעותו ייבדק הקשר בין נתונים שונים Cohort בבריאות האדם לאורך זמן. המידע שייאסף יהיה עשיר ומעמיק יותר מזה הנצבר בתוכניות דומות, וזאת הודות למומחים שיעסקו בכך ולאמצעים המתקדמים שיעמדו לרשותם. “הזדקנות בריאה נחשבת לאתגר הגדול ביותר בבריאות האדם כיום,” אמר פרופ’ שן-אור. “אחד מכל תשעה , ותוחלת החיים הגדלה 65 אנשים הוא אדם מעל גיל מציפה שאלות רבות הנוגעות לאיכות החיים בגיל המבוגר. כאוניברסיטה טכנולוגית שיש בה פקולטה לרפואה יש לטכניון יתרון עצום במחקר מולטי- דיצסיפלינרי במדעי החיים. יש לנו הרבה יכולות ליבה רלוונטיות, והמרכז נועד לחבר ביניהן.” במרכז יפעלו שבע קבוצות מחקר שיעסקו בהיבטים שונים של ההזדקנות: המכניזם התאי של ההזדקנות, הזדקנות מערכות, מוח וקוגניציה, סמנים ביולוגיים, התאמה אישית של תרופות ומזון, טכנולוגיה מסייעת, ואחרון - קהילה. בריאה הזדקנות