קיבה2תחום המחקר של חיידקי המעי הינו תחום מחקר פורה מאוד בשנים האחרונות (אפשר להזכיר בהקשר זה את ד"ר ערן אלינב ממכון ויצמן, זוכה פרס רפפורט, העוסק כיום בפרוייקט רחב היקף בתחום בשיתוף עם פרופ' ערן סגל, גם הוא ממכון ויצמן- ע.ב.ח.). מחקרים שנעשו בעשור האחרון הוכיחו שהרכב חיידקי המעי קשור בנטייה להשמנה אצל עכברים וכעת מחקר חדש של חוקרים מאוניברסיטת גוטינגן שבשבדיה, בראשותו של פרדריק בקהד (Backhed), טוען שניתוח לקיצור קיבה מביא לשינוי באוכלוסיית חיידקי המעי וכך להרזייה.
במחקר נלקחו שתי קבוצות של נשים, האחת לאחר ניתוח קיצור קיבה והאחת ללא ניתוח קיצור קיבה והתברר שהפרופיל החיידקי השתנה משמעותית אצל הקבוצה שלאחר ניתוח קיצור הקיבה. כמו כן, לאחר שהוחדרו חיידקי המעי של שתי הקבוצות למעי עכברים נקיים מחיידקים, התברר שהעכברים שהיו עם אוכלוסיות החיידקים שנלקחה מקבוצת הנשים שהיתה לאחר ניתוח קיצור הקיבה, היו רזים יותר וניחנו בחילוף חומרים גבוה יותר.
מחקר זה ממשיך את סדרת המחקרים המלמדים על השפעתם של חיידקי המעי על ההשמנה (השפעה שלדעת חוקרים רבים מגיעה אל תחומים רבים נוספים שאינם קשורים לתזונה והשמנה- .
ע.ב.ח.). החוקרים מקווים למצוא את הדרך למנוע את ניתוח קיצור הקיבה בעזרת החלפת חיידקי המעי של אותן נשים המועמדות לניתוח, וכמובן למצוא אלו חיידקים הם האחראים לשינוי.

 

הכתבה על המחקר- הבלוג של ד"ר דרור בר-ניר

כתבה על המאמר- אתר sciencemag

קצת על מחקרם של ד"ר ערן אלינב ופרופ' ערן סגל

חיידקים ונגיפיםבגופנו ישנה מערכת חיסונית אשר מגינה עלינו משלל איומים מבחוץ (למשל מיקרואורגניזמים פתוגניים), ומבפנים (למשל השמדת תאים סרטניים). גם לחיידקים ישנה מערכת חיסונית אשר מגינה עליהם מפני נגיפים התוקפים חיידקים (נגיפים אלו נקראים בקטריופאג'ים או פאג'ים; קיימות הערכות עתידניות באשר לשימוש בהם נגד חיידקים, כאשר עמידות החיידקים לאנטיביוטיקה תגבר). כמו אצלנו, גם החיידקים אמורים להבדיל בין DNA זר לבין ה-DNA שלהם ולפני כמה שנים התגלתה מערכת חיסונית חיידקית לומדת, CRISPR, המצוייה אצל 40% מכלל החיידקים. עד היום לא היה ברור בדיוק כיצד יודע החיידק להבדיל בין DNA זר ל-DNA שלו, אך לאחרונה מחקר ישראלי חשף מנגנון פעולה מורכב ורב-שלבי העומד בבסיס פעולה זו.
המחקר, אשר בוצע על-ידי מדענים ממכון ויצמן למדע ומאוניברסיטת תל אביב על-ידי ד"ר אסף לוי ומורן גורן בהנחייתו של פרופ' רותם שורק ופרופ' אהוד קימרון, חשף ש-CRISPR יודעת לזהות DNA המשתכפל מהר (כפי שקורה עם DNA הנגיף), בזכות גודל כרסום של אנזים תיקון שברים קטנים המתרחשים בזמן החלוקה. כאשר מדובר ב-DNA החיידק, הכרסום נפסק די מהר בעקבות רצף DNA שנקרא chi, רצפים אשר אצל נגיף נדיר מאוד. כך, כאשר מדובר ב-DNA נגיפי, מכרסם האנזים חלקים נרחבים יותר ומטמיע אותם ב-DNA של החיידק לשם זיהוי שלהם על ידי מערכת ה-CRISPR ואז תקיפתם בהווה ובעתיד.
מחקר זה עוזר להבין טוב יותר את המאבק אשר מתנהל בין נגיפים לחיידקים בטבע ויכול לשמש ככלי יעיל עתידני כנגד כל אחד מהם.

 

קישור לתקציר המאמר- אתר כתב העת Nature

קישור לכתבה על הגילוי

קצת על ה-CRISPR

בטון נסדקחלק גדול מהמבנים הקיימים כיום עשויים מבטון, חומר המורכב מתערובת של צמנט, חול, חצץ ומים. הבעיה שבמהלך השנים, הבטון נסדק ומוטות הברזל אשר מצויים בו מחלידים ונחלשים. אז, הדרך היחידה היא לחזק את הבניין באמצעים תומכים אשר דורשים זמן, כסף ואי-נוחות רבה מצד שוכני הבניין.
בטון ביולוגי (Bioconcrete) הוא בטון אשר מסוגל לתקן סדקים "בעצמו". לא מדובר על המצאה חדשה, אך לאחרונה מיקרוביולוג בשם הנק יונקרס (Jonkers) מהאוניברסיטה הטכנולוגית של דלפט, קיבל פרס לפטנט פורץ דרך על חידושיו בתחום. הבטון של יונקרס מנצל את העובדה שחיידקים אווירניים (חיידקים אשר חייבים חמצן בשביל לחיות- ע.ב.ח.) כמו בצילוס (Bacillus), מייצרים בתנאי עקה נבגים אשר מסוגלים לשרוד תקופות ארוכות. כאשר הנבגים הללו משולבים בבטון, הם "מתעוררים לחיים" רק כאשר נוצר סדק בבטון ואז חודרים אליו אוויר ומים. הנבטים אשר נמצאים בתוך חלקיקי חרסית הספוגים בתמיסה של סידן לקטט המספקת להם חומרי מזון מצליחים לנבוט, לגדול ואז לסתום את החור בבטון בעזרת סידן פחמתי המופרש כתוצר לוואי של ניצול הסידן הלקטטי.
זו אחת הדוגמאות כיצד מחקר ביוטכנולוגי יכול לעזור בדרכים יצירתיות ולשמר מבנים הנבנים כיום לזמן רב מאוד, הרבה יותר ממבנים שנוצרו בתקופות מוקדמות יותר.

 

קישור לידיעה- הבלוג של ד"ר דרור בר-ניר

סקירה על בטון ביולוגי מאת יונקרס- כתב העת HERON

קצת על בטון וסוגיו

וירוס השפעתשפעת היא מחלה עונתית הנגרמת על-ידי נגיפי השפעת (influenza). בעבר היו מגפות שפעת אשר קטלו מליוני אנשים (כמו השפעת הספרדית שקטלה כ-40 מיליון איש לאחר מלחמת העולם הראשונה), אבל כיום רוב החולים מחלימים מהמחלה תוך מספר ימים. למרות זאת, אוכלוסיות סיכון מסוימות נוטות לפתח סיבוכים מסוכנים יותר כמו דלקת ריאות. הדלקת, אשר נגרמת על-ידי נגיפי השפעת או חיידקים אופורטוניסטים (opportunists, בעברית "חיידקים סתגלנים", חיידקים המנצלים מצב ירוד של החולה לגרימת מחלה), גורמת לפגיעה בחדירות מערכת הדם והנשימה ואז לחדירת נוזלים רבים אל הריאות עד לקריסתן (כפי שקורה במצב של טביעה). החיסון והתרופות כנגד הנגיף אינם תמיד יעילים לטיפול במצב.
לאחרונה, קבוצת חוקרים בראשותו של וורן לי (Lee) מאוניברסיטת טורונטו, הצליחו בעזרת תרופה חדשה להפחית את מעבר הנוזלים אל תוך הריאות. הם עשו זאת בעזרת פפטיד (חלבון קצר המכיל שרשראות קצרות של חומצות אמינו – ע.ב.ח.) סינתטי בשם Vasculotide, אשר נקשר לקולטן בתאי האנדותל (רקמת תאים המרפדת את פני השטח הפנימיים של כלי הדם – ע.ב.ח.) בשם Tie2 ומפחית את מעבר הנוזלים. התרופה הוכיחה סיכויי הצלחה של 80% במחקר על עכברים בזכות יכולתה לעכב את התסמין הקטלני ואז לאפשר למערכת החיסון זמן רב יותר להגיב לנגיפים.
מחקרים נוספים מיועדים לבחון את פעולתה של התרופה על בני אדם ואז לאשר אותה לשימוש נרחב לשם הצלת חיים.

 

קישור לידיעה- הבלוג של ד"ר דרור בר-ניר

קישור למאמר המקורי- אתר Nature

קצת על מחלת השפעת וסיבוכיה

תמונה מספר Bald's Leechbook
מתוך הספר Bald's Leechbook

ידוע שאת האנטיביוטיקה הראשונה, הפניצילין, גילה אלכסנדר פלמינג בשנת 1928. מאידך מחקר חדש מגלה שכבר במאה ה-9 לספירה ידעו לרקוח תרכיבים מוצלחים כנגד חיידקים. מקורו של המרשם, אותו מצאה כריסטינה לי (Lee) מאוניברסיטת נוטינגהם, הוא בעותק היחיד שנשאר בספרייה הבריטית של ספר מהמאה התשיעית לספירה בשם Bald's Leechbook (שמו האחר של הספר הוא Medicinale Anglicum).
לאחר תרגום המרשם לאנגלית, העבירה אותו לי אל קבוצת המחקר של המיקרוביולוג סטיב דיגל (Diggle), כאשר פריה הריסון (Harrison) מאותה קבוצת המחקר רקחה את המרשם לפי ההוראות (שום ובצל בכמויות שוות בתוספת יין ומיצי מרה של פרה; לאחסן תשעה ימים בתוך כלי של פליז). לאחר בדיקת פעולתה של המשחה התברר שהיא אכן קטלה חיידקים בתוך מבחנה (in vitro). כמו כן מחקר המשך באוניברסיטת טקסס הראה שהמשחה ריפאה בהצלחה רבה פצעים מזוהמים של עכברים (in vivo).
המשך המחקר בתחום כולל ניסיונות להבין את החומר הפעיל במשחה ואת פעולתה. כמו כן החוקרים הצליחו להפיק את המשחה בריכוז תת-קטלני והבחינו אז שהמשחה פוגעת בתקשורת בין החיידקים (תחום שנחשב כיום דומיננטי בקרב יצרניות האנטיביוטיקה- ע.ב.ח.), מה שמספיק לשם פגיעה בפעילותם. בהמשך מתכננים הרופאים לבדוק את המשחה גם בבני אדם על מנת לטפל בחיידקים עמידים לאנטיביוטיקה.

קישור לידיעה- הבלוג של הביולוג ד"ר דרור בר-ניר

קישור לידיעה (כולל סרטון)- אתר אוניברסיטת נוטינגהם

על הספר Bald's Leechbook

אנטיביוטיקה היא שם של קבוצת תרכובות אורגניות הגורמות למותם או להפסקת גדילתם של חיידקים. רובם של האנטיביוטיקות מיוצרות באופן טבעי על ידי אורגניזמים שונים, אך ישנם גם אנטיביוטיקות מלאכותיות. החיידקים, במהלך הזמן, מסוגלים לפתח עמידות לאנטיביוטיות, עד כדי כך שבשנה שעברה הכריז אירגון הבריאות העולמי על כך שסוף העידן האנטיביוטי קרוב. את התחזית הזו יכול לשפר אנטיביוט חדש אשר התגלה בחיידק קרקע בשם Eleftheri Aterrae במדינת מיין שבארצות הברית.
שיתוף פעולה בינלאומי, בראשות קים לואיס (Lewis) מאוניברסיטת נורת'איסטרן בבוסטון, הצליח לבודד ולגדל את את החיידק הזה, אשר עד לפני כן נחשב לחיידק אשר לא ניתן לגדלו במעבדה (מה שנקרא בשפה המדעית "יצורון אפל"; The Microbial Dark Matter). הדבר נעשה בעזרת מתקן מיוחד בשם IChip אשר נקבר בתוך האדמה ובו הצליח החיידק להתרבות ואז לייצר את האנטיביוט החדש ששמו טקסובקטין (Teixobactin) – תרכובת אשר פוגעת בדופן תאי חיידקים רבים בדרך אחרת מאנטיביוטים אחרים.
ניסויים שבדקו את השפעתו של הטקסובקטין על חיידקים הראו שקשה לחיידקים, אשר רגישים לטקסובקטין, לפתח עמידות כנגדו – מה שיכול להבטיח את דחיית סוף עידן האנטיביוטיקה בכמה עשרות שנים. בנוסף, ניסוי זה הדגים שיטה חדשה, אשר תאפשר למדענים להכיר חיידקים אפלים רבים, שעד עתה היה קשה להכירם.

בתמונה משמאל ניתן לראות מושבות חיידקים על צלחת פטרי בתגובה לאנטיביוטיקה

 

קישור לידיעה- הבלוג של ד"ר דרור בר-ניר

קישור למאמר המקורי- אתר nature

קצת על אנטיביוטיקה וסוגי אנטיביוטיקות

מבנה אחד מוירוסי התוגוטו (Thogotovirus)
מבנה אחד מוירוסי התוגוטו (Thogotovirus)

מידי פעם מתגלים וירוסים וחיידקים אשר גורמים למחלות שאינן מוכרות למדע. בקיץ 2014 הגיע בחור אמריקאי ממחוז בורבון שבטקסס אל בית החולים האוניברסיטאי של קנזס לאחר שננשך על-ידי קרציה. התסמינים הראשוניים שלו- חום, כאבי ראש, כאבי שרירים ובחילות- התפתחו בתוך מספר ימים לכשל מערכות כללי והוא נפטר. בדיקות לאחר המוות בודדו מהחולה נגיף שכונה בפי החוקרים נגיף הבורבון (BOUV).
נגיף זה, אשר לא מוכר למדע, משתייך לקבוצת נגיפי התוגוטו (Thogotovirus), שהתגלו בצאן ובקר ליד יער תוגוטו שבקניה. קבוצה זו שייכת למשפחת נגיפים שאחת מקבוצותיה הם נגיפי השפעת. נגיפי התוגוטו מועברים בעזרת קרציות והם שונים במבנם הביוכימי מנגיפי שפעת.
כיום אין לנגיפי התוגוטו חיסון או טיפול ולחוקרים לא ברור כמה קטלנית תהיה המחלה לאנשים אחרים שילקו בה. כרגע המחקר מתמקד באיתור הנשא הטבעי של הנגיף ובתפוצה הגיאוגרפית שלו.

 

קישור לידיעה- הבלוג של ד"ר דרור בר-ניר

קצת על נגיפי התוגוטו (Thogoto)

מידע על נגיף בורבון (BOUV) מתוך אתר המרכז לשליטה ומניעת מחלות

וירוסכפי שכל אורגניזם אחר עובר אבולוציה, כך גם נגיפים. חלק משרידי הנגיפים נמצאים ב-DNA שלנו לאחר שהשתלבו שם במהלך אלפי שנות אבולוציה. לעיתים ניתן גם לשחזר DNA או RNA שלם או חלקי של נגיפים, כפי שעשה אריק דלווארט (Delwart) ושותפיו מקבוצת המחקר באוניברסיטת קליפורניה שבסן פרנסיסקו.
במהלך המחקר, הצליחה הקבוצה לשחזר שני נגיפים עתיקים מתוך גללים קפואים בני 700 שנה של אילי צפון בצפון קנדה. שמו של הנגיף הראשון, אשר ה-DNA שלו שוחזר במלואו, הוא aCFV) Ancient Caribou Feces Associated Virus). נגיף זה אותר בתוך צמח שאותו עיכל אייל הצפון ושייך לנגיפי צמחים. שמו של הנגיף השני, שהכיל RNA ששוחזר חלקית, הוא aNCV) Ancient Northwest Territories Cripavirus), אשר זוהה כנגיף של חרקים ששהה בגללי אייל הצפון.
מחקר בתחום זה חשוב מאחר שהתחממות כדור הארץ מניעה תהליך של החזרת נגיפים עתיקים לסביבתנו, נגיפים שחלקם יכולים אף להיות מסוכנים ולגרום למגפות.

 

קישור לידיעה- ד"ר דרור בר-ניר

תקציר המאמר המקורי

קצת על נגיפים

מתוך ויקיפדיה באדיבות Everly Conway & Alberto J.L.-Methanosarcina
Methanosarcina- מתוך ויקיפדיה באדיבות Everly Conway & Alberto J.L

לפני כ-250 מיליוני שנה נכחדו כ-90% מכלל המינים על פני כדור הארץ בתוך פרק של זמן של כמה אלפי שנים. הכחדה זו, אשר התרחשה בסוף תקופת הפרם (Permian -Triassic extinction event), הינה ההכחדה הגדולה ביותר שידע עולמנו. הסברות הנפוצות להכחדה זו הם שאסטרואיד שפגע בכדור הארץ (כמו האסטרואיד שהביא להכחדת הדינוזאורים, כ- 200 מיליון שנה אחרי) או שעלייה בריכוזי פחמן דו-חמצני ומתאן, אשר נגרמה בעקבות פעילות געשית נרחבת, היא שגרמה לכך.

לאחרונה חוקר בשם דן רוטמן מ- MIT (המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס) טוען בעקבות בדיקת קבוצת סלעים בדרום סין, שאופי ההכחדה הזו אופייני יותר לפעילות חיידקית קיצונית של יצור חד-תאי מייצר מתאן בשם מתאנוסרצינה (Methanosarcina). יצור זה שגשג בשל מתכת הניקול שהגיעה על האוקיינוסים בעקבות ההתפרצויות הגעשיות ואז המתאן הרב שהוא יצר הביא לעליית הטמפרטורות וירידת כמות החמצן באטמוספרה באופן משמעותי, מה שהביא להכחדה.
מחקר זה, אשר נותן למיקרובים ערך גבוה מאוד בהכחדת הפרם-טריאס, זכה גם לביקורות לא מעטות על כך שנבדקה רק קבוצת סלעים אחת ויש למצוא ממצאים כאלו גם בקבוצות סלעים אחרות בעולם.

 

קישור לידיעה- אתר סיינטיפק אמריקן ישראל

על הכחדת הפרם-טריאס

קצת על הכחדות המוניות בעולמנו

כרוז שהופץ בזמן מגפת השפעת הספרדית- לקוח מאתר historymuseum
כרוז שהופץ בזמן מגפת השפעת הספרדית- לקוח מאתר historymuseum

שפעת נחשבת כיום כמחלה לא קשה במיוחד, למרות שיש לה סיבוכים לא פשוטים, בעיקר כתלות בגיל ומצב בריאותי. מאידך, בשנת 1918 קטל וירוס אחר, מוירוסי השפעת הקיימים כיום, בתוך כשנה בין 50 ל-100 מיליון נפש בני אדם, רובם בשנות ה-40-20 לחייהם. המחלה כונתה אז גם "קדחת שלושת הימים" (Three Day Fever) בגלל המהירות שבה נפטרו האנשים שלקו בה.
שיתוף פעולה בינלאומי, בראשותו של וירולוג בשם יושיהירו קוואוקה (Kawaoka) מאוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון בארצות הברית, הצליח לאחרונה לשחזר 97% מ-RNA הנגיף המקורי אשר גרם לשפעת הספרדית, וזאת מנגיפי שפעת עופות שונים. החוקרים השתמשו בטכניקה אשר נקראת "גנטיקה הפוכה" (Reverse Genetics), שיטה אשר מנסה לאתר איזה פנוטיפ (הביטוי החיצוני של הגן) נוצר כתוצאה מביטוי של רצפים גנטיים ספיצפיים (במקום לאתר את הבסיס הגנטי של הפנוטיפ כמו שמתרחש בגנטיקה הקלאסית).
מטרת המחקר היא להדגיש את הסכנה ביכולת ההיווצרות של נגיף שפעת מסוכן בשלבים וזאת כתוצאה מהימצאות נגיפים שונים באותם מאכסנים (כגון עופות או חזירים). מטרה אחרת היא למצוא לאותו נגיף חיסון יעיל.

 

קישור לכתבה- בלוג חיידקים, נגיפים ושאר "ירקות" של ד"ר דרור בר-ניר

קישור לתקציר המאמר המקורי

קצת על מגפת השפעת הספרדית