אתר החדשות המרכזי לנכויות ומוגבלויות - מכון ויצמן 28-09-2017
ללא
הגבלה
   אתר החדשות השיתופי לנכויות ומוגבלויות    
             
היום: 
שלומי שבת יארח את יובל דיין באירוע ההתרמה השנתי למען בית החולים לוינשטיין - 22/12/2019  
    פרסום באתר   פרסום באינדקס
1
אוכל ותזונה |  בריאות ונפש  |  בארץ  |  התנדבות - קהילה  |   חוק ומשפט   |  ספורט פראלימפי - נכים  |  רפואה משלימה  |   עמותות וארגונים  |  כניסה לאינדקס   |
1
1
שיטה ממוחשבת לייצור חלבונים מלאכותיים

תאפשר לעצב תרופות חדשות ולשפר יעילות של נוגדנים


מערכת, 01/10/2017, צילום: דוברות מכון ויצמן

 


השוואה בין מודלים ממוחשבים (בירוק) למבנים ניסיוניים (בסגול)
דיוק ברמת האטום הבודד הן במבנה הכללי (משמאל) והן במקטעי הלולאות (מימין)
 
חלבונים – ה"מכונות" המולקולריות שמפעילות את רוב פעולות החיים במערכות ביולוגיות – נוצרים בתהליך שמתחיל ברצף גנטי שמקודד את המבנה שלהם, ומסתיים בקיפול השרשרת החלבונית ויצירת מבנה תלת-ממדי מדויק החיוני לפעילותו של החלבון. טעות או שינוי ברצף הגנטי עלולים לגרום לכך שהמבנה שייווצר לא יוכל לבצע כראוי את ה"תפקיד" שהועיד לו הטבע. מדובר במערכת מורכבת מאוד שנוצרה והשתכללה במשך מיליארדי שנות אבולוציה. מכאן אפשר להבין מדוע עיצוב חלבונים מלאכותיים נחשב במשך שנים רבות כמטרה ש"אולי נצליח להשיגה בעתיד". ואולם מחקר חדש של מדעני מכון ויצמן למדע שהתפרסם ברשומות האקדמיה הלאומית למדעים של ארה"ב (PNAS) עשוי לקרב אלינו את העתיד.

ד"ר שראל פליישמן, תלמידי המחקר דרור ברן, גבריאלה פשולה, גדעון לפידות, וחברים נוספים בקבוצת המחקר של ד"ר פליישמן במחלקה למדעים ביומולקולריים פיתחו שיטה ממוחשבת שמאפשרת להם ליצור מבנים חלבוניים מלאכותיים (למשל, אנזימים או נוגדנים), לרבות כאלה שאינם קיימים בטבע. כך למשל, אם ברצונם לייצר נוגדן או אנזים בעל מבנה פיסי מסוים, במטרה שהוא ייקשר למבנה אחר, או יבצע פעולה כימית מוגדרת, הם מחשבים את הרצף הגנטי המדויק שיוביל להיווצרות שרשרת חלבונית מתאימה – שתתקפל ותיצור את המבנה התלת-ממדי הרצוי. אלא שבניסויים חוזרים ונשנים התברר שהאנזימים או הנוגדנים ה"מעוצבים" האלה אינם מתפקדים. כמו נרות חנוכה, גם המבנים האלה היו בבחינת "לראותם בלבד".

מה יש באנזים או בנוגדן טבעי, שאין באותו אנזים או נוגדן שנוצרו באופן מלאכותי? מדוע שני מבנים בעלי אותו הרכב כימי, ובעלי אותם מאפיינים פיסיים, נבדלים כל כך זה מזה בכל מה שקשור לתיפקוד כימי וביולוגי?"

כאן, פחות או יותר, נכנס לתמונה תלמיד המחקר גדעון לפידות. הוא שאל את עצמו, ואת חבריו לקבוצה: מה יש בנוגדן טבעי, שאין באותו נוגדן שמעוצב במחשב? מדוע שני מבנים בעלי הרכב כימי דומה נבדלים כל כך זה מזה בכל מה שקשור לתיפקוד כימי וביולוגי?

הוא החליט להתמקד ב"לולאות", אותם איזורים במולקולת הנוגדן, להם יש מבנה מורכב ולא חוזר  על עצמו. מתברר שאותן לולאות ייחודיות ממוקמות ב"איזורי ההכרה" של הנוגדנים, ובהרבה אנזימים, באיזורים בהם הם פועלים על מולקולות שונות. כלומר, חלקים ניכרים במבני נוגדנים ואנזימים ממלאים תפקיד פיסי פשוט יחסית, בעוד שדווקא הלולאות, המרכיבים החמקמקים שממוקמים בקצותיהם, הם אלה שמבצעים את התפקידים המורכבים – "הכרת המטרה" במקרה של הנוגדן, וביצוע החיתוך, או הצימוד של מולקולות אחרות, במקרה של האנזים.

 
 

ללמוד איך לתכנן נוגדנים: חמישה סבבי תכנון-בנייה-ניסוי פתרו את הכשלים בייצור נוגדנים מלאכותיים לאינסולין והעלו את שיעור הנוגדנים שמבוטאים ביציבות על ידי התאים מ-0% ל-100%. אבולוציה של אלגוריתם
 
מכאן עלתה הבנה שכדי ליצור אנזים או נוגדן מתפקדים, אין צורך לבנות אותם מאפס. במקום זה, מוטב להבחין בין עיקר לטפל. בין מבנים שעיקר תפקידם פיסי, לבין חלקים שבהם טמונה הייחודיות ויכולת הפעילות. המדענים החליטו ליצור הרכבים רבים ושונים של חלקים או מקטעים שקיימים בטבע – וכך לעצב גם את ה"לולאות" ואת הפעילות של החלבון, או האנזים, או הנוגדן. זו, כנראה, הייתה דרכה של האבולוציה  ליצור סוגים רבים כל כך של אנזימים, נוגדנים וחלבונים אחרים שקיימים כיום בטבע.

אלא שאבולוציה היא תהליך אטי למדי. התפתחות של משפחת נוגדנים חדשה, למשל, יכולה להימשך מיליוני שנים. מכיוון שכך, המדענים חזרו למסלול של עיצוב מבנים חלבוניים בדרך מלאכותית. מצוידים בתובנותיהם, הפעם הם נמנעו מניסיונות לחשב את המבנים החלבוניים מחדש, והחלו את חיפוש המבנה המתאים ממקטעים קיימים בטבע, שאותם הכניסו למודל מתמטי שהריץ מיליוני אפשרויות שונות של שילובים. מתוך החישובים, החוקרים בחרו עשרות עיצובים שונים של נוגדנים, ובדקו אותם שוב במעבדה מתוך ניסיון להבין מהן הסיבות שבגללן חלק מהנוגדנים מתקפלים ומתפקדים כראוי בעוד שאחרים נכשלים. כעבור חמישה סבבים של ניסוי וטעייה, החוקרים הגיעו לשיטה ממוחשבת שמעצבת נוגדנים שכולם מתקפלים כראוי בניסוי. למעשה, התנהלה כאן מעין אבולוציה של האלגוריתם שחישב את מבני החלבונים, כאשר התוצאות הניסויות "מאתגרות" את האלגוריתם ומושכות אותו כלפי מעלה בסולם האבולוציוני.

הנוגדנים המלאכותיים שנוצרו בדרך זו היו יציבים, התאפיינו בדיוק מבני ברמת האטום הבודד, ובנוסף, היו פעילים ונצמדו אל מולקולת המטרה ביעילות רבה (בניסויים, המטרה שאליה כוונו הנוגדנים הייתה מולקולת האינסולין).


בניסויים עתידיים, מתכננים המדענים לנסות וליצור נוגדנים מלאכותיים על-פי מודל של נוגדנים מגמלים ומלאמות. מתברר שנוגדן מגופם של בני-אדם או בעלי-חיים נפוצים רבים, בנוי מכ-200 חומצות אמינו. בעוד שרבים מהנוגדנים מגופם של גמלים ולאמות – בעלי-חיים שמתקיימים בתנאים קשים – בנויים מכ-100 חומצות אמינו בלבד. עובדה זו עשויה לאפשר דיוק רב עוד יותר בתכנון ובייצור של נוגדנים מלאכותיים שעשויים להיות בעלי שימושים רבים בתחומי המחקר, הרפואה והתעשייה.

בשיתוף אתר מכון ויצמן.
 


 


 
1
פייסבוק   צור קשר   אודות
 
 
 

האינדקס המרכזי
18,917 בעלי עסקים ונותני שירות

1
 
אבחון וטיפול אלטרנטיבי 843
   
אביזרי חבישה 12
   
אביזרי שיקום 36
   
אוסטיאופתיה 33
   
אופטומטריסטים 634
   
אופטיקאים 529
   
אחיות פרטיות 145
   
אירידיולוגיה 20
   
אמבולנס פרטי 142
   
ארומתרפיה 23
   
ביופידבק 17
   
בית לחיים 4
   
בית אבות דיור מוגן 502
   
בתי הבראה והחלמה 13
   
בתי חולים 81
   
בתי חולים לבריאות הנפש 21
   
בי"ח סיעודיים וגריאטריים 99
   
בתי טבע 158
   
בתי מרקחת 819
   
גוף ונפש 422
   
דיאטנים 537
   
הומאופתיה 280
   
הידרותרפיה 51
   
הילינג 265
   
היפנוזה 18
   
הסעות נכים 27
   
השמת עובדים זרים 65
   
ויטמינים 10
   
חיתולים למבוגרים 66
   
טווינא 23
   
טיפול אלטרנטיבי בילדים 44
   
טיפול באמצעות בעלי חיים 43
   
טיפול בעזרת יצירה והבעה 384
   
טיפול בהפרעות זיכרון 7
   
טיפול בהפרעות שינה 16
   
טיפול באמצעות ציורי ילדים 2
   
יועצי תזונה 70
   
כירופרקטיקה 109
   
כירורגיה של היד 28
   
מגנטותרפיה 7
   
מדיטציות 48
   
מוצרים אורטופדיים 295
   
מוקדי עזרה ראשונה 103
   
מכונים רפואיים 526
   
מכשירי שמיעה ואביזרים 194
   
מנגנוני נכים לרכב 16
   
מרחצאות ומעיינות מרפא 6
   
נטורופתיה 235
   
נעליים אורטופדיות 84
   
עורכי דין ביטוח 1043
   
עורכי דין ביטוח לאומי 1217
   
עורכי דין דיני נזיקין 4182
   
עורכי דין רשלנות רפואית 462
   
פודיאטרים 33
   
פיזיותרפיה 381
   
פיזיותרפיה התפתחותית 16
   
פילאטיס 167
   
פלדנקרייז 139
   
פסיכוגריאטריה 2
   
פסיכולוגיה התפתחותית 31
   
פסיכולוגיה שיקומית 39
   
פסיכותרפיה 632
   
פרחי באך 41
   
ציוד ואביזרים לנכים 49
   
קינסיולוגיה 25
   
קלינאי תקשורת 260
   
רולפינג 8
   
רכב חשמלי וקלנועיות 46
   
רכיבה טיפולית 38
   
רפואה סינית 403
   
רפלקסולוגיה 433
   
שיאצו 180
   
שיטת אלבאום 17
   
שיטת אלכסנדר 79
   
שיטת פאולה 31
   
שיקום נכים ונפגעים 165
   
שירותי סיעוד 556
   
תזונה ודיאטות טבעיות 98
   
תרפיה במוסיקה 29
   

אבחון וטיפול אלטרנטיבי אביזרי חבישה אביזרי שיקום אוסטיאופתיה אופטומטריסטים
אופטיקאים אחיות פרטיות אירידיולוגיה אמבולנס פרטי ארומתרפיה
ביופידבק בית לחיים בית אבות, דיור מוגן בתי הבראה והחלמה בתי חולים
בתי חולים לבריאות הנפש בי"ח סיעודיים וגריאטריים בתי טבע בתי מרקחת גוף ונפש
דיאטנים הומאופתיה הידרותרפיה הילינג היפנוזה
הסעות נכים השמת עובדים זרים ויטמינים חיתולים למבוגרים טווינא
טיפול אלטרנטיבי בילדים טיפול באמצעות בע"ח טיפול ע"י יצירה והבעה טיפול בהפרעות זיכרון טיפול בהפרעות שינה
טיפול ע"י ציורי ילדים יועצי תזונה כירופרקטיקה כירורגיה של היד מגנטותרפיה
מדיטציות מוצרים אורטופדיים מוקדי עזרה ראשונה מכונים רפואיים מכשירי שמיעה ואביזרים
מנגנוני נכים לרכב מרחצאות ומעיינות מרפא נטורופתיה נעליים אורטופדיות עורכי דין - ביטוח
עורכי דין - ביטוח לאומי עורכי דין - דיני נזיקין עורכי דין - רשלנות רפואית פודיאטרים פיזיותרפיה
פיזיותרפיה התפתחותית פילאטיס פלדנקרייז פסיכוגריאטריה פסיכולוגיה התפתחותית
פסיכולוגיה שיקומית פסיכותרפיה פרחי באך ציוד ואביזרים לנכים קינסיולוגיה
קלינאי תקשורת רולפינג רכב חשמלי רכיבה טיפולית רפואה סינית
רפלקסולוגיה שיאצו שיטת אלבאום שיטת אלכסנדר שיטת פאולה
שיקום נכים ונפגעים שירותי סיעוד תזונה ודיאטות טבעיות תרפיה במוסיקה  
 
 
כל הדרכים שלכם ליצירת קשר:

                     
חזרה לדף הבית    תנאי שימוש   מדיניות פרטיות   חוק הספאם   אתיקה מקצועית   חוק זכויות יוצרים
                     
פקס: 153-54-7126459   דוא"ל: lelo.hagbala@gmail.com   כתובת: בן חור 14 באר שבע   הצהרת נגישות   אודות

מדיניות שימוש ב-cookies וכלים אחרים

על מנת לאפשר לי לפעול ולהפעיל את האתר באופן מיטבי וכן לשפר את חווייתכם מהשימוש בו, עשוייה אני להשתמש בכלי מסוג "עוגיות" (Cookies), כמו גם ב"כלים אחרים" | יחד עם זאת, אני נדרשת לאישורכם והסכמתכם | היה ואם  אין רצונכם  להתיר לי להשתמש בכלים אלו, הנכם נדרשים להפסיק באופן מיידי שהייתכם-שימושכם באתר | האמור ד-לעיל' מהווה תמצית "מדיניות השימוש" באתר | את הנסח המלא והמחייב ניתן למצוא בקטגוריה "מדיניות פרטיות".

בכל שאלה ניתן לפנות אלי באמצעות
  צור הקשר  שבאתר   |   מדיניות פרטיות 


© כל הזכויות שמורות ל: עדי גולן ADI GOLAN