מדע בדקה: נמלים חוצות יבשות וצמחים מגששים

1. נמלים נגד גיאולוגים

מתי נוצר מצר פנמה – הגשר היבשתי המחבר בין צפון אמריקה לדרומה? הגיאולוגים סבורים שהגשר הושלם לפני כ-3 מיליוני שנה, ויצר הפרדה מלאה בין האוקיינוס השקט לאוקיינוס האטלנטי. אך מחקר חדש מראה שנמלים מהסוג Eciton פלשו מדרום אמריקה לצפונה לפחות מיליון שנה מוקדם יותר.

מוצאן של נמלים אלו הוא בדרום אמריקה, אך כיום הן נמצאות גם ביבשת הצפונית. חוקרים מדווחים במאמר בכתב העת Molecular Ecology שערכו השוואה גנטית בין הנמלים החיות מצפון ומדרום למצר, ומצאו כי שושלותיהן נפרדו כבר לפני 7-4 מיליון שנה. החוקרים משערים שההתפצלות אירעה בעקבות מעבר של מינים ליבשת החדשה. הזכרים והמלכות של מינים אלו אינם מכונפים, ולכן לא סביר שחצו מקווי מים גדולים. נראה אפוא כי עברו ביבשה, לפחות 4 מיליוני שנה לפני זמננו.

כיצד ליישב את הממצאים הגנטיים עם הממצאים הגיאולוגיים? ייתכן שכאשר עברו הנמלים, מצר פנמה עדיין לא נוצר בשלמותו, אך כבר היה מספיק ממנו כדי לאפשר את המעבר.

ד"ר יונת אשחר

2. צמחי גישוש  

מבנים בקנה מידה ננומטרי הונדסו כך שיחזירו אור בתחום התת-אדום הקרוב (near IR) כאשר מאירים אותם בלייזר.

מבנים אלו מורכבים משני חלקים. חלק אחד הוא ננו-צינוריות פחמן חד-שכבתיות, המחזירות את האור. החלק האחר הוא מנגנון החישה – חלבון קטן הנקשר לחומצה פיקרית, שהיא מרכיב של חומרי נפץ רבים. כאשר חומצה פיקרית נקשרת לחלבון, המבנה הננומטרי משתנה מעט ועוצמת החזרת האור ממנו יורדת במידה ניתנת למדידה. כעת משווים את עוצמת החזרת האור להחזרת האור ממבנה דומה, שבו החלק השני עשוי מולקולה שאינה מגיבה לחומצה פיקרית.

החוקרים החדירו מבנים אלו ישירות לעלי הצמח, ללא שימוש בהנדסה גנטית, ומצאו שכאשר מוסיפים חומצה פיקרית למי ההשקיה או מטפטפים אותה על העלים, אפשר לזהות את השינוי בעוצמת האור המוחזר גם באמצעות סמארטפון (Raspberry Pi).

הניסוי, שתואר במאמר ב-Nature Materials, נועד להוכיח את ההיתכנות של הטכנולוגיה. לדברי החוקרים, לשיטה זו יש פוטנציאל בתחומים רבים נוספים.

יעל ארליך

3. חיישן לסרטן

חוקרים מדווחים במאמר ב-ScienceDirect על פיתוח חיישן המתחבר למכשיר סמארטפון ומסוגל לזהות תאי סרטן בדיוק רב.

החיישן והאפליקציה מותקנים במכשיר הנייד | קרדיט: Li-Ju Wang,  Yu-Chung Chang,  Rongrong Sun,  Lei Li

החיישן הוא ספקטרופוטומטר, המודד בליעת אור באורכי גל שונים. לחומרים שונים יש ספקטרום בליעה אופייני, שאפשר לזהותו באמצעות החיישן. לפיכך אפשר, למשל, להשתמש בנוגדנים מיוחדים בעלי תכונות בליעה אופייניות, המכוונים כנגד סמנים ביולוגיים לסרטן – מולקולות הנמצאות בתאי הסרטן בכמות גבוהה, ואילו כמותן בתאים בריאים נמוכה מאוד.

החיישן נוסה בהצלחה רבה כנגד תאי ביקורת סרטניים המשמשים במעבדה, אך טרם נוסה על דגימות רקמה של חולים. אם החיישן יתגלה כאפקטיבי בזיהוי סרטן בדגימות רקמה, יהיה אפשר להפיק ממנו תועלת רבה. רופאי משפחה, למשל, יוכלו לזהות סרטן במרפאה שלהם במקום לשלוח דגימות למעבדה ולהמתין לתוצאות. החיישן יוכל לשמש גם רופאים הנמצאים במדינות או באזורים שאינם משופעים בציוד מעבדה מתקדם ויקר.

עמית שרגא

4. מעט חמצן, לטובת הלב

עד לאחרונה לא הייתה בידינו דרך לגרום לחידוש שריר הלב של יונקים. משום כך פגיעה בשריר זה היא חשובה כל כך, וגורמת בעיות בתפקוד הלב בגילים מבוגרים. מחקר חדש, שנערך בעכברים, מצביע על תנאים אפשריים לחידוש השריר.

חוקרים מארצות הברית, מבריטניה ומיפן דיווחו במאמר בכתב העת Nature כי ירידה הדרגתית ברמת החמצן שבוע אחרי אוטם בשריר הלב של עכברים גורמת לחידוש תאי שריר הלב, וכן לעלייה בתפקודו. העכברים נשארו במשך שבועיים ברמת החמצן הסופית, הדומה לרמתה בראש האוורסט. מעניין לציין, כי חידוש תאי שריר הלב בעקבות הירידה ברמת החמצן הפוך בכיוונו למתרחש בתאים אחרים, שבהם ירידה ברמת החמצן גורמת דווקא להפסקה ביצירת תאים.

חשוב לציין שהמחקר נערך בעכברים, וטיפול דומה בבני אדם טרם נוסה. אז אם יש לכם בעיות לב ושקלתם לטפס על האוורסט בעקבות המחקר – בשלב זה מוטב להמתין.

נטע רוזנטל

5.  החיידקים שעושים כאב ראש

ישנם אנשים שסובלים ממיגרנות כתוצאה מאכילה של שוקולד, גבינה צהובה, בשר מעובד, יין ועוד.

מחקר חדש מאוניברסיטת קליפורניה סן דייגו מציע כי הסיבה לכך היא קשורה לאוכלוסיית החיידקים בחלל הפה של אנשים. ישנם חיידקים בעלי יכולת מוגברת לחזר מולקולות של ניטראט, ניטריט ושל חנקן חמצני. התוצרים שמתקבלים משתחררים לזרם הדם והם מוכרים כחומרים המרחיבים את כלי הדם. ישנן אף תרופות שמשתמשות בתכונה זו כדי להוריד את לחץ הדם. בה בעת, אחת מתופעות הלוואי הנפוצות של תרופות אלו היא כאבי ראש דמויי מיגרנה שעשויים להיות קשים ולגרום סבל רב.

המחקר החדש בדק את מספר הגנים החיידקיים המעורבים בחיזור ניטראט, ניטריט וחנקן חמצני ומצא כי ישנה התאמה בין מספר הגנים הללו בחיידקים ובין דיווחים של אנשים על מיגרנות. המחקר לא מדד את הרמה של חומרים אלו בדם של האנשים ולכן בשלב זה מדובר בקצה חוט בלבד ואינו מספיק כדי לקבוע בוודאות האם זהו הגורם האמיתי למיגרנות שמופיעות לאחר אכילת מאכלים אלו.

ד"ר שקד אשכנזי