להנות מיתרונות האימון מבלי להתאמן, לעקוב אחר גידולים סרטניים במוח, ​לדמות תאים חיים על שבבים מסיליקון, לצלם מערכת שמש מרוחקת ועוד מחקרים חדשים

רוצים לקבל את חדשות המדע ישירות לנייד?
הצטרפו למהנשמדע בוואטסאפ או בטלגרם

מה חדש?

  • להנות מיתרונות האימון מבלי להתאמן
  •  להחליף את הנוצות, בהדרגה
  • ללטף את הפרווה של הצרעה
  • לזהות את המזיקים של העץ במהירות
  • ​לדמות תאים חיים על שבבים מסיליקון
  • להשתמש בבינה מלאכותית כדי לשקם את עמוד השדרה
  • לעקוב אחר גידולים סרטניים במוח
  • ​לצלם מערכת שמש מרוחקת
  • לשמוע באמצעות האור

להנות מיתרונות האימון מבלי להתאמן

פעילות גופנית מועילה מאוד לבריאות הגוף והמוח. מחקרים קודמים, שנעשו עם עכברי מעבדה, הראו שפעילות גופנית מורידה את הסיכון למחלות ניווניות של המוח, מעודדת יצירת תאי עצב חדשים ומשפרת את התפקוד המוחי. במחקר חדש, חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה הזריקו דם של עכברים שהתעמלו למחזור הדם של עכברים שלא התעמלו, ובדקו את ההשפעות של ההליך על בריאות המוח. הם מצאו שאצל העכברים שקיבלו את הדם הואץ קצב ההתחדשות של תאי העצב במוח, ותפקודם המוחי השתפר. החוקרים בודדו מדמם של העכברים שהתעמלו את החלבון שאחראי על ההשפעה הזו, ומתכוונים להמשיך לחקור אותו במטרה להבין איך הוא פועל, ואולי להשתמש בו בעתיד כדי לשפר גם את תפקוד המוח האנושי. לקריאה בהרחבה (באנגלית) לחצו כאן | לקריאה נוספת באתר מכון דוידסון על ההשפעה של פעילות גופנית על המוח לחצו כאן

להחליף את הנוצות, בהדרגה

ציפורים מודרניות מחליפות את נוצותיהן לעתים קרובות. רבים מעופות המים עושים זאת בבת אחת – במשך כמה שבועות בשנה כל הנוצות שלהם מתחלפות, והם אינם יכולים לעוף עד שהנוצות החדשות צומחות. ציפורי שיר לעומתם מחליפות את הנוצות בהדרגה, כמה בכל פעם, וכך יכולות להמשיך ולעוף כל השנה. מחקר ישראלי-סיני חדש חשף שמיקרורפטורים, דינוזאורים מנוצים קטנים שחיו לפני כ-120 מיליון שנה, התנשלו גם הם בהדרגתיות כמו ציפורי שיר. למיקרורפטור היו נוצות על ארבעת הגפיים, שיצרו ארבע כנפיים. בתחילה סברו חוקרים שהנוצות שימשו אותו לדאייה מעצים, אך מחקרים מאוחרים יותר מצאו ראיות לכך שהוא יכל להמריא ולעוף ממש. במחקר החדש, אותו הוביל יוסף כיאט ממעבדתו של ניר ספיר באוניברסיטת חיפה, מתואר מיקרורפטור שהתאבן עם נוצותיו, ובו נראה דפוס המתאים להחלפת נוצות הדרגתית. באחת הכנפיים היו נוצות בתהליך גדילה לצד נוצות חדשות, שסיימו לגדול לאחרונה, ונוצות מבוגרות יותר. הממצאים מעידים שהמיקרורפטור שמר על יכולת התעופה במשך כל השנה, והיא כנראה הייתה חשובה לו מאוד. קריאה בהרחבה (באנגלית)
 
 מאובן של מיקרורפטור, SPL
בתמונה: מאובן של מיקרורפטור, SPL

​ללטף את הפרווה של הצרעה

במדבר מוהאבי שבארצות הברית משוטטות צרעות בעלות מראה מוזר. נקבות המין Dasymutilla gloriosa הן חסרות כנפיים וגופן דומה לזה של נמלה, אך הוא מכוסה בשערות לבנות ארוכות שמקנות להן מראה פרוותי. הצרעות דומות באופן מעורר השתאות לפירות של עץ הלראה המשולשת (Larrea tridentate) שגדל באזור, ובמשך שנים רבות הניחו החוקרים שהשערות הלבנות מסוות את הצרעות, ומבלבלות את הטורפים שטועים לחשוב שלפניהם פירות הלראה. אך כעת מחקר חדש חושף שהשערות התפתחו לצורך אחר לחלוטין. החוקרים בחנו את האור החוזר מהצרעות ומהפירות, ומצאו שהם אמנם דומים מאוד לעיננו, אך הם מחזירים אור על-סגול בצורה שונה מאוד. בעלי חיים רבים מסוגלים לראות באור על סגול, ולכן לא יתבלבלו בין פרי לצרעה. לעומת זאת, כשמדדו את הטמפרטורה של הצרעה הזו ושל חרקים אחרים, הם גילו שהצרעה הלבנה התחממה הרבה פחות תחת מנורת חימום. מסקנתם הייתה שהצבע של הצרעה לא נובע מחיקוי של הפרי, אלא כהתאמה לחום המדברי. קריאה בהרחבה (באנגלית)
 
נקבת המין Dasymutilla gloriosa
נקבת המין Dasymutilla gloriosa ושערותיה הלבנות, SPL

לזהות את המזיקים של העץ במהירות

עצים סובלים ממגוון גדול של פתוגנים (גורמי מחלה) ומזיקים אחרים שפוגעים בבריאותם. חלק ממזיקים אלה לא משאירים סימנים חיצוניים על העץ עצמו, אך עלולים לגרום למותו תוך שנים ספורות. מזיקים אחרים יכולים להשאיר חורים, כתמים או סימנים אחרים על העץ, אך גם אלו לא נותנים מידע מדויק על זהות המין המזיק. כעת, חוקרים מקנדה פיתחו שיטה מהירה ויעילה לזיהוי מזיקי צמחים שמבוססת על דוגמאות DNA ממזיקים ידועים. כדי לזהות את המזיקים נוטלים דגימות מהמזיק החשוד או מהעץ הפגוע ומכניסים אותן למכשיר קטן המופעל בסוללה. המכשיר מנתח את החומר הגנטי שנאסף, משווה אותו ל-DNA של המזיקים הידועים וקובע אם יש התאמה ביניהם. בדרך כלל תהליך השוואתי כזה אורך זמן רב ודורש שליחה של הדגימות למעבדה רחוקה. הפיתוח החדש מאפשר לקבוע את זהות המזיקים במקום עצמו, ובתוך כשעתיים. קריאה בהרחבה (באנגלית)

לדמות תאים חיים על שבבים מסיליקון

רבים מהאנזימים הנחוצים לקיומנו הם מכונות המורכבות מכמה חלבונים. כדי שהתהליך המסובך של הרכבת קומפלקס חלבונים פעיל יצליח, ייצור המרכיבים שלו צריך להתבצע בתזמון מדויק ובמקומות קרובים מספיק בתא כדי שהחלקים ימצאו זה את זה ביעילות. חוקרים ממכון ויצמן למדע פיתחו מערכת המדמה פעילות של תא חי על גבי שבב סיליקון, ומאפשרתת לייצר חלבונים מורכבים כאלה לפי הזמנה ותכנון. המערכת מבוססת על גֵנים סינתטיים ולכן מאפשרת לחוקרים לייצר בין השאר חלבונים של נגיפים מסוכנים לצרכי מחקר או פיתוח תרופות, בלי חשש להדבקה או לזיהום. "השיטה הזו מספקת כלי מחקרי חדש ורב עוצמה, ומאפשרת לעשות עשרות שנים של עבודה ביוכימית על שבב זעיר אחד", אמר פרופ' רועי בר-זיו, ראש צוות המחקר. קריאה בהרחבה באתר מכון דוידסון
 
רובוט מזריק חומרים למערכת הניסוי, צילום: איתי נבו
רובוט מזריק חומרים למערכת הניסוי, צילום: איתי נבו

להשתמש בבינה מלאכותית כדי לשקם את עמוד השדרה

כחלק מתהליך ההחלמה לאחר פגיעה בעמוד השדרה, מטופלים שאיבדו את יכולת ההליכה צריכים ללמוד ללכת מחדש. בחלק מהמקרים, התהליך משלב תרגילים מיוחדים עם גירוי חשמלי בעמוד השדרה. כדי לשפר את יעילות הטיפול, חוקרים משוויץ ומקנדה ביקשו לבחון ברזולוציה גבוהה את תאי העצב שמעורבים בתהליך השיקום. הם יצרו תוכנת בינה מלאכותית בשם "Augur" (באנגלית: מגיד עתידות) שהשוותה בין תאי העצב של עכברים שעברו את הטיפול ולמדו ללכת מחדש, לבין תאי העצב של עכברים שלא עברו את הטיפול המשקם ונותרו נכים. במאמר חדש החוקרים דיווחו כי Augur זיהתה את תאי העצב החיוניים לטיפול ואחראים על הלמידה המחודשת של יכולת ההליכה, וכי כעת ניתן להתמקד בחקירה פרטנית של התאים האלה והמסלולים העצביים המתרחשים בהם, במטרה לשפר את הטיפול. מעבר לכך, החוקרים טוענים שניתן להשתמש ב-Augur כמערכת לזיהוי שינויים בין שתי קבוצות תאים בכל תחום מחקר, וכי התוכנה שהם פיתחו מדויקת ויעילה יותר בהשוואה לשיטות אחרות המקובלות היום. לקריאה בהרחבה (באנגלית)

לעקוב אחר גידולים סרטניים במוח

מחקר חדש טוען שרבים מגידולי גליובלסטומה - סרטן מוח אלים מאוד - נוצרים באזור מסוים במוח, ומציע כיוון חדש לפיתוח דרכי אבחון וטיפול. גליובלסטומה היא סרטן המוח האלים ביותר שאנחנו מכירים. אחת התעלמות הגדולות שקשורות למחלה היא היכולת של תאי הסרטן לפתח לגידולים ולהתפשט במוח מבלי שישימו לב אליהם עד לשלב מאוד מתקדם. במחקר הנוכחי חוקרים מארצות הברית שיערו שבמקרים רבים, הגידול מתחיל להתפתח באזור מוחי הנקרא subventricular zone או SVZ, ומכיל כמות גבוהה של תאי גזע. כדי לבחון את השערתם החוקרים יצרו בהנדסה גנטית עכברי מעבדה עם מוטציה יחידה שגורמת לגליובלסטומה, וסרקו את מוחם מגיל צעיר באופן שגרתי. הם גילו שאצל העכברים שפיתחו גידולים ברחבי המוח, התרחשה מוטציה נוספת שאפשרה לתאים סרטניים שנוצרו באזור ה- SVZ לנדוד החוצה ולהתפשט לאזורים אחרים. החוקרים מאמינים שהמידע החדש יוביל לטיפולים חדשים שיאפשרו לזהות את תאי הסרטן ולתקוף אותם בשלב מוקדם, לפני שעזבו את האזור SVZ שבו נוצרו. קריאה בהרחבה (באנגלית) 

לצלם מערכת שמש מרוחקת

מבין אלפי כוכבי הלכת שהתגלו סביב שמשות אחרות, רק בודים צולמו ישירות, ורובם המכריע זוהה בשיטות עקיפות. כעת מפרסמים חוקרים במצפה הכוכבים האירופי בצ'ילה, צילום ראשון של מערכת שמש עם יותר מכוכב לכת אחד. המערכת נמצאת כ-300 שנות אור מאיתנו והשמש שלה היא כוכב צעיר במונחים אסטרונומיים – בן 17 מיליון שנה, בעל מסה דומה לשמש שלנו. סביב השמש הזו חגים לפחות שני כוכבי לכת שהם "ענקי גז", כמו צדק ושבתאי, אך הרבה יותר גדולים מהם, והרבה יותר רחוקים מהשמש שלהם.  
"זה צילום של סביבה הדומה מאד לסביבת השמש שלנו בימיה הראשונים", אמר אלכסנדר בון (Bohn), דוקטורנט באוניברסיטת ליידן (Leiden) בהולנד. ב-2025 צפוי להיכנס לשימוש טלסקופ חדש במצפה הכוכבים, ובאמצעותו החוקרים מקווים לגלות אם יש במערכת הזו גם כוכבי לכת קטנים יותר. קריאה בהרחבה (באנגלית)
 
צילום של מערכת השמש עם שני כוכבי הלכת סביבה הכוכב, ESO/Bohn et al.
צילום של מערכת השמש עם שני כוכבי הלכת סביבה הכוכב, ESO/Bohn et al.

לשמוע באמצעות האור

שתלים שבלוליים שנמצאים היום בשימוש אצל חרשים וכבדי שמיעה מאפשרים להם לשמוע בעזרת אלקטרודות שמעבירות גירוי חשמלי לתאי העצב שאחראים על השמיעה בתגובה לצלילים. הבעיה איתם היא שהגירוי העצבי שמתקבל אינו מדויק מספיק, ופעמים רבות מתפשט גם לתאי עצב לא רצויים, מה שגורם לירידה באיכות השמע. כעת, חוקרים מגרמניה פיתחו שתל שבלולי שמבוסס על אור במקום אלקטרודות. ראשית, הם הנדסו גנטית חולדות וגרבילים חרשים בצורה כזו שתאי העצב שאחראים על השמיעה אצלם יגיבו לאור. בשלב הבא הם השתילו באוזנם את המכשיר שפיתחו שפועל באמצעות נורות לד מיוחדות שמעוררות את תאי העצב השמיעתיים שלהם בתגובה לקול. החוקרים מדווחים במאמר החדש על הצלחה במבחני ההתנהגות: המכשיר החדש אפשר לחיות לנווט היטב בסביבה באמצעות הצלילים ששמעו. קריאה בהרחבה (באנגלית)
 
Credit: D. Keppeler et al., Science Translational Medicine (2020)
שתל עם נורות לד במקום אלקטרודות, (D. Keppeler et al., Science Translational Medicine (2020
 

0 תגובות