ניטרופלסט - אברון חיידקי חדש שנתגלה! - אסף לוי

 

סימביוזה קיימת בין המון סוגי יצורים. כשמדובר ביחסים סימביונטיים בין מאכסן (תא גדול) ומיקרוב קטן יותר לעתים קורה מצב של אנדוסימביוזה: חיידק נכנס לתוך תא אחר ומתפקד כסימביונט בתוך התא תוך כדי הגדלת התלות שלו בתא המאכסן ותרומה לתא המאכסן.

שלב נדיר יותר הוא שלב שבו האנדוסימביונט מוותר על כל העצמאות האופציונלית שלו והופך לאברון בתא. זה מאורע די נדיר אבל שקרה לפחות בשני מקרים קריטיים לחיים על פני כדה"א: 1. יצירת המיטוכונדריון שמאפשר נשימה אירובית בתאים 2. יצירת הכלורופלסט שמאפשר לתאי הצמחים לבצע פוטוסינתזה. בשני הארועים העתיקים הללו חדרו חיידקים לאבות הקדמונים של התאים איבדו עצמאות והפכו לאברון משמעותי עבור התא והאורגניזם המארח אותם. האברונים עדיין מחזיקים כמה גנים שמעידים על מוצאם הקדמון כחיידקים.

בשנה שעברה התפרסם מאמר חשוב ב-Science על ארוע "חדש" של יצירת אברון. חדש במונחים אבולוציוניים: רק לפני 100 מליון שנה. קצת רקע: החנקן מהווה אחוז גדול מהאטמוספירה (78%). הוא דרוש לחיים על פני כדה"א כי ממנו למשל מרכיבים DNA וחלבונים. אל לשם כך יש לקבע אותו. כלומר לקחת חנקן אנאורגני (הגז N₂) ולהכניס אותו למולקולה שתהיה זמינה לשימוש ביצור חי כמו אמוניה: NH₃. יש חיידקים שיודעים לבצע את התהליך הזה וקוראים להם מקבעי חנקן. הם מוכרים מאד בצמחים.

מה קורה באוקיינוס? גם שם יש קצת חיידקים מקבעי חנקן. אך ישנם הרבה יצורים שהיו שמחים להשתמש בו. חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה קרוז תיארו בשנות ה 90 אצה מיקרוסקופית שבתוכה היה מה שהם חשבו שהוא חיידק אנדוסימיובונט שמקבע חנקן עבור האצה. בשנה האחרונה הם הוסיפו עדות שלמעשה החיידק הזה הפך לאברון באצה: הוא מתחלק באופן מסונכרן יחד עם האצה המאכסנת אותו, הוא איבד יותר מדי גנים כדי להיות עצמאי והוא מייבא אליו המון חלבונים שמיוצרים באצה לצורך קיום הפעילות שלו.

הם כינו את האברון החדש ניטרופלסט, כך החיידק בויית לחלוטין לצרכי האצה והפך לאברון חדש לקיבוע חנקן. החץ השחור מצביע על האברון הגדול בתוך תא האצה.

בצמחים מקבוצת הקטניות, לעומת זאת, הסימביוזה לא עברה את השלב הזה של הפיכה לאברון. הצמח בונה מעין בית בשורשים לאירוח חיידקים מקבעי חנקן. הוא מאכיל אותם תמורת חנקן מקובע אך הם לא איבדו את העצמאות שלהם לחלוטין לטובת הצמח וחלקם אף מרמים את הצמח: "אוכלי חינם" שאינם מקבעי חנקן.

אחד האתגרים הגדולים בחקלאות הוא להעביר את הסימביוזה הזו לצמחים חשובים שבהם היא אינה קיימת, למשל דגנים שונים, כדי לחסוך בדישון (הצמח מקבל חנקן חינם כך). ישנה גם פרקטיקה חקלאית של גידול מתחלף: עונה אחת של גידול דגנים למשל בשדה ובעונה שאחרי מגדלים קטניות עם חיידקים מקבעי חנקן המעשירים את הקרקע בחנקן לקראת העונה הבאה.

אם אפשר היה לחקות את הארוע הנדיר שקרה באצה ולייצר אברון ניטרופלסט בתאי צמחים זה בכלל היה נהדר. זה כרגע מדע בדיוני.

המאמר - מכתב העת Science - אפריל 2024

ד"ר אסף לוי - המחלקה למחלות צמחים ומיקרוביולוגיה, הפקולטה לחקלאות, האוניברסיטה העברית

פורסם בטוויטר (X) של המחבר - יולי 2025

על תיקן הבתים וחיידקים סימביונטיים בסביבת האדם -איגור ארמיאץ'

חדר הגידול באוניברסיטה היה חם, לח וחשוך, מלבד כמה מהמנורות שדלקו בכלובי החגבים, והטילו אור דל ועגום על המדפים המאובקים. את הצרצרים שלי גידלתי שם בשני דליים גדולים, ואת שחרוריות הקמח - בקופסת גלידה מלאת סובין. 

מלבדם, חדר הגידול, שהיה לא גדול יותר מארון, היה מלא בעיקר בציוד גידול ישן. תמיד הסתובבו שם כמה תיקנים קטנים, אך לקראת אמצע החורף הם הגיעו לכדי התפרצות של ממש. הם ישבו על הקירות, על המדפים, בכלובי החגבים ועל דליי הגידול. הייתי פותח את דלת החדר, והחלל שבפנים היה שורץ מאות תיקנים. 

הצרצרים גדלו לאט בדליים שלהם, בעוד שהתיקנים סביבם רק נוספו ונוספו. בנקודה מסויימת, כאשר הזבובים בחוץ היו מעטים, עברתי להאכיל את העכבישים שבמעבדה בדיאטה כמעט טהורה של תיקנים. הייתי נכנס לחדר הגידול עם צנצנת גדולה ומשפך. הייתי לוקח את גליל הנייר הישן מהמדף ומנער אותו בקפידה אל-תוך המשפך. התיקנים שהסתתרו בין שכבות הנייר היו נופלים לצנצנת אחד-אחד. אז הייתי מלקט אותם משאר המשטחים בחדר, עד שהייתי מגיע לעשרים. כעבור שבוע, שוב היו מאות תיקנים בחדר. 

כפר-סבא,  יולי 2025 

תיקן הבתים (Supella longipalpa) הוא תיקן קטן החי במחיצת האדם. הוא ניכר בפס הלבן הרוחבי בקדמת החזה (בשונה מפסי האורך של התיקן הגרמני). תפוצתו פחות קוסמופוליטית משל התיקן הגרמני, והוא עדיין נעדר מרוב האזורים הקרים של העולם. עדיין - שכן תיקן הבתים נמצא כיום בתהליך התפשטות. 

כרגיל אצל תיקנים, לתיקן הבתים מחזור חיים ארוך יחסית. בטמפרטורת החדר לוקח למין זה כמעט חצי שנה להתפתח מביצה עד בוגר, אם כי בטמפרטורות הקיץ הישראליות, זמן זה יכול להתקצר בחצי. נקבה בוגרת תטיל בחייה כ-12 תיקי ביצים, עם סביבות ה-16 ביצים בכל תיק. אפילו אם רק חצי מהצאצאים שורדים לבגרות, זוג אחד החי בתנאים של חימום ואספקת מזון קבועה יכול להפוך לאלף תיקנים תוך פחות משנה. בבית-גידול טבעי השרידות תהיה נמוכה על-פי רוב, והיא תמנע התפרצות של תיקנים. מגורי האדם, לעומת זאת, יכולים להיות גן עדן לתיקנים, ולהפוך במהרה לזירה של פיצוץ אוכלוסין אנטומולוגי. 

אחד מסודות ההצלחה של תיקן זה (ותיקנים בכלל), הוא שפע החיידקים הסימביונטיים שחרקים אלה נושאים איתם. חלק מהחיידקים מגיעים אליהם על-ידי אכילת צואה של תיקנים אחרים. בין השאר, במעי תיקן הבתים שכיח הסוג Lactobacillus, המגן על הפונדקאי שלו מפני פלישה של חיידקים מזיקים (יכולת חשובה עבור אוכלי צואה!). חיידקים אחרים הם אנדוסימביונטים, כלומר, הם חיים בתוך התאים. אצל רוב התיקנים (כולל הטרמיטים!) חיים חיידקים מתמחים מהסוג Blattabacterium. הם אחראים על מיחזור חומצת השתן (תוצר של פירוק חלבונים) והפיכתה בחזרה לחומצות אמיניות. כך התיקנים יכולים להתקיים על תזונה דלת חלבונים (למשל, כריכות ספרים ומוצרי קרטון אחרים). ה-Blattabacterium מדביק את התיקן עוד בשלב הביצה, ומועבר בדרך זו מאם לצאצא. נראה שאנדוסימביונט זה נמצא גם בתחרות עם האנדוסימביונט המזיק Wolbachia*. בתיקן הבתים השפע של שני החיידקים נמצא במתאם הפוך, בעוד שברוב התיקנים ה-Wolbachia בכלל חסרה, אולי הודות לפעולת החיידק השני. 

ככל שנשגשג אנחנו, ישגשגו בעולם גם תיקני הבתים. לא משנה נחשוב אותם לאויבים, נמצא בסוף שאנחנו ידידיהם הטובים ביותר. משמח לראות כי מין זה זוכה לאחרונה למחקר רב. כי אם כבר התיקן מרוויח מאיתנו, רק הוגן שהוא יגלה לנו את סודות הטבע בתמורה.

המאמר

ד"ר איגור ארמיאץ', השירותים להגנת הצומח ולביקורת, משרד החקלאות

פורסם בדף הפייסבוק "ארצות החמרה - שמירת טבע במישור החוף" -  ביולי 2025

אלסנדרו וולטה וגילוי המתאן - שחזור ניסוי - אסף לוי

 

אלסנדרו וולטה (Volta) מוכר בעיקר בשל המצאת הסוללה החשמלית. היחידה וולט קרויה על שמו. קצת פחות ידוע שהוא גילה את גז המתאן הדליק, CH₄. בטיול דיג לאגם מאג'ורה ב 1776, הוא שם לב לבועות שמשתחררות מהאגם. הוא החל לחקור את הגז וגילה שהוא דליק. הגז משתחרר על ידי פירוק חומר אורגני על ידי ארכאונים מתאנוגניים ("מייצרי מתאן"). 

אלסנדרו וולטה
1827-1745

מתאן - מבנה כימי

היום שיחזרנו את הניסוי של וולטה בכנס בארה"ב. צריך היה רק לרכז את הגז מהאגם על ידי איסופו בבקבוק ולהדליק אותו.

ד"ר אסף לוי - המחלקה למחלות צמחים ומיקרוביולוגיה, הפקולטה לחקלאות, האוניברסיטה העברית

פורסם בטוויטר (X) של המחבר - יולי 2025

וירוס HSV-1 מהונדס שתוקף תאי מלנומה- בתיה כהן

 

וירוס שתוקף תאי סרטן? נשמע כמו מדע בדיוני, אבל זה קורה ממש עכשיו.

ניסוי קליני מתקדם בודק טיפול חדשני שמבוסס על וירוס מהונדס שתוקף מלנומה עמידה לטיפול, וכבר מראה תוצאות מעודדות. הכירו את IGNYTE‑3. 

 Comprehensive Blood and Cancer Center

מה זה IGNYTE‑3? - ניסוי קליני שלב 3 שבודק טיפול פורץ דרך במלנומה מתקדמת המשלב וירוס מהונדס שתוקף תאי סרטן (RP1) יחד עם אימונותרפיה מוכרת (ניבולומאב – Opdivo).

מה מייחד את הטיפול?

*הווירוס (RP1) הוא גרסה מהונדסת של הרפס (HSV‑1)

*מוזרק ישירות לגידול, מתרבה בתאים הסרטניים והורס אותם

*מפעיל את מערכת החיסון לתקוף גם גרורות מרוחקות

*ניבולומאב תומך ומעצים את התגובה החיסונית.

מה כבר יודעים? (תוצאות מוקדמות משלב 1/2)

✅ ירידה בגודל הגידול אצל 1 מתוך 3 מטופלים

✅ תגובה מלאה (העלמות מוחלטת של הסרטן) אצל כ־15%

✅ תופעות לוואי קלות: חום, צמרמורות, עייפות

 מה קורה עכשיו?

*מגייסים כ‑400 מטופלים ברחבי העולם

*ה־FDA בודק את הטיפול במסלול מזורז

*החלטת אישור צפויה עד: 22 ביולי 2025

הכתבה ב-Pharmacytimes

FDA Gives Priority Review to Vusolimogene Oderparepvec for Melanoma

למה זה חשוב? 

מדובר בתקווה חדשה עבור מטופלים שאין להם כיום הרבה אפשרויות טיפול. אם יאושר, זה עשוי להיות האישור הראשון לטיפול ויראלי משולב בסרטן עמיד לאימונותרפיה.

על המחקר - בכנס של ASCO

ד"ר (Ph.D.) בתיה כהן, ביולוגית מולקולרית,  חוקרת סרטן וכלי דם. 

פורסם בטוויטר (X) של המחברת, יולי 2025. 

פטריה שמפרקת פלסטיק - בתיה כהן

 

חדשות מדהימות מהאמזונס, מדענים גילו פטרייה שאוכלת פלסטיק!
זה אולי נשמע כמו מדע בדיוני אבל זו תגלית אמיתית שעשויה לשנות את העולם. 

הכירו את Pestalotiopsis microspora ,פטרייה נדירה שנמצאה ביערות הגשם של האמזונס, שמסוגלת לפרק פלסטיק ולאכול אותו כמקור אנרגיה! לא סתם פלסטיק, הפטרייה הזו יודעת לפרק פוליאוריתן (polyurethan), אחד מהחומרים הפלסטיים הקשים לפירוק ולעשות את זה גם בלי חמצן (בסביבה אנאירובית)!

נבגים של הפטריה Pestalotiopsis microspora

MSchink, Wikimedia commons

המשמעות? הפטרייה הזו יכולה לפעול גם במזבלות, בקרקע, ואפילו מתחת לפני הקרקע.

בעולם שבו מיליוני טונות של פלסטיק מזהמים את הסביבה, זו תקווה אמיתית.

התגלית נעשתה לראשונה ב-2011 על ידי חוקרים, שחיפשו מיקרואורגניזמים שמפרקים חומרים מלאכותיים. הפטרייה הזו אותרה באקוודור, ביער גשם מבודד.

מקור התמונה

כיום מדענים מנסים להבין איך לנצל את הפטרייה בתעשייה:

🧫 לגדל אותה בכמויות

♻️לשלב אותה בתהליכי מחזור

🏭 לייצר ממנה אנזימים שיפרקו פלסטיק מהר

הדרך עוד ארוכה, הפטרייה יעילה, אבל עדיין לא לשימוש בקנה מידה עולמי.

אבל בשורה התחתונה, הטבע שוב מוכיח שהוא חכם יותר מהטכנולוגיה שלנו.

ואולי, במקום להילחם בו, הגיע הזמן להקשיב לו.

ד"ר (Ph.D.) בתיה כהן, ביולוגית מולקולרית,  חוקרת סרטן וכלי דם. 

פורסם בטוויטר (X) של המחברת, יולי 2025. 

פרנקלין שטאל ושכפול ה-DNA - אסף לוי

 

אחד הדברים שמאפיינים את כל צורות החיים (מלבד כמה וירוסים) היא נוכחות DNA כחומר תורשתי. ה-DNA אוגר את המידע התורשתי (גנים לתכונות), משוכפל בדיוק ועובר עם מעט מאד מוטציות בין דורות. כך בכל היצורים. לפני כמה חודשים נפטר אחד מהאחראים לאחד הניסויים הקלאסיים בביולוגיה מולקולרית: פרנקלין שטאל (Stahl). 

בשנת 1958 הוא ומתיו מסלסון (Meselson - עדיין בחיים, בן 95) בדקו באיזו צורה ה-DNA הדו-גדילי משתכפל. היו להם שלושה מודלים אפשריים: מודל שמרני, חצי-שמרני ואקראי. לפי המודל השמרני הגדיל הכפול מועתק כולו בבת אחת לגדיל כפול אחר, לפי המודל החצי שמרני הגדיל הכפול נפתח לשני גדילים אשר מהווים תבנית ליצירת הגדיל השני. 

התמונה מסבירה טובה את שלושת המודלים. ווטסון (Watson) וקריק (Crick), מפענחי מבנה ה-DNA, חזו קודם לכן שהמודל החצי-שמרני הוא כנראה הנכון. כדי לבחון איזה מודל הוא הנכון שטאל ומסלסון השתמשו באיזוטופים שונים של של חנקן אשר מרכיב את ה-DNA, חנקן 14 (הנפוץ בטבע) וחנקן 15. 

המקור: ויקיפדיה

הם גידלו חיידקי E. coli על מצע שהכיל רק חנקן 15 כך שהוא נכנס ל-DNA ואז ביצעו ניסוי מבוקר שבו הם אפשרו לחיידקים לשכפל את ה-DNA, לקלוט חנקן 14 אל תוך ה-DNA ולמדוד את היחס בין חנקן 14 ל-15. אחרי שני סבבי חלוקת DNA בלבד היה ברור שהמודל החצי שמרני הוא הנכון ובחלוקה כל גדיל משמש כתבנית עליה מועתק הגדיל השני. 

המקור: ויקיפדיה

הניסוי מוסבר טוב בוויקיפדיה למי שרוצה מעט להתעמק.

היום אנו מבינים את תהליך שכפול ה-DNA לעומק, על כל מרכיביו. 

באופן מוזר פרנקלין שטאל נפטר כבר באפריל והודיעו על מותו רק לפני כמה ימים.

אגב, ג'ים ווטסון עדיין בחיים. בן 97, טיפוס די גזען.

ד"ר אסף לוי - המחלקה למחלות צמחים ומיקרוביולוגיה, הפקולטה לחקלאות, האוניברסיטה העברית

פורסם בטוויטר (X) של המחבר - יולי 2025

המיקרוביום - על קצה המזלג - בתיה כהן

 

מה זה בעצם Microbiome?

המיקרוביום האנושי הוא אוסף הגנומים של כלל המיקרואורגניזמים שחיים בגוף האדם, בעיקר במעי, אך גם בעור, בריאות, בפה ובמערכת המין.

זהו אחד מגורמי ההשפעה הביולוגיים הגדולים ביותר על הבריאות.

המיקרוביום כולל בעיקר:

🔹 חיידקים (Bacteria)

🔹 פטריות (Fungi)

🔹 נגיפים (Virome)

🔹 ארכאונים (Archaea)

בממוצע, לאדם בריא יש פי 10 תאי מיקרואורגניזמים מאשר תאי גוף וכ-3.3 מיליון גנים מיקרוביאליים לעומת ~20,000 גנים אנושיים.

 המוקד המחקרי המרכזי כיום: Gut Microbiome, מיקרוביום המעי.

למה דווקא שם? כי שם נמצאים כ-95% מהמיקרואורגניזמים בגוף, והם מקיימים קשרי גומלין ישירים עם מערכת החיסון, מערכת העצבים, המערכת האנדוקרינית והכבד.

המיקרוביום משתתף ב:

✅ פירוק ופירוטוקסיפיקציה של תרופות (pharmacomicrobiomics)

✅ סינתזת ויטמינים כמו B12 ו-K

✅ וויסות חיסוני (Tregs, Th17)

✅ ייצור מטבוליטים (כמו SCFAs – חומצות שומן קצרות שרשרת)

✅ השפעה על ה-BBB (מחסום דם-מוח)

התגליות הגדולות של העשור האחרון:

 צירי תקשורת ביולוגיים בין המעי לאיברים אחרים. כולל:

🧠 ציר מוח-מעי (Gut–Brain Axis)

🧬 ציר מיקרוביום–זרע (Gut–Germline Axis)

🫁 ציר מעי–ריאה (Gut–Lung Axis)

כל אלו כוללים העברת אותות נוירואנדוקריניים, אימוניים ומטבוליים.

הפרעות במיקרוביום (Dysbiosis) נקשרו ל:

🔸 השמנה ועמידות לאינסולין

🔸 מחלות אוטואימוניות (קרוהן, טרשת נפוצה)

🔸 דיכאון וחרדה

🔸 סרטן (בעיקר מעי גס, לבלב, כבד)

🔸 בעיות פריון גבריות ותחלואה נוירו-התפתחותית בצאצאים

מחקרים חדשניים הראו:

✔ העברת מיקרוביום מעכברים אוטיסטיים לעכברים בריאים גרמה להתנהגות דמוית אוטיזם

✔ השתלת מיקרוביום ממטופלים עם דיכאון גרמה להתנהגות דיכאונית בעכברים

✔ תזונה עשירה בסיבים שינתה את המיקרוביום ובלמה דלקת כרונית

גישה טיפולית חדשה:  

השתלת מיקרוביום מצואה (FMT). מאושרת קלינית לטיפול בזיהום חמור של Clostridioides difficile, ונבדקת גם בטיפול בדיכאון, סוכרת, קרוהן ועוד. 

⚠️ דורש בחירה מדויקת של תורם וסטריליות קפדנית.

אז איך שומרים על מיקרוביום בריא?

🔹 תזונה עשירה בפרה-ביוטיקה (סיבים, פוליפנולים)

🔹 הימנעות מאנטיביוטיקה שלא לצורך

🔹 לידה וגינלית והנקה (להרכבת מיקרוביום תקינה בתינוקות)

🔹 שמירה על גיוון תזונתי, פעילות גופנית, וניהול סטרס

לסיכום:

המיקרוביום הוא לא "תוספת" לגוף האדם, אלא מערכת ביולוגית שלמה שמקיימת קשרי סימביוזה הדוקים עם המארח.

מדובר באחד התחומים החמים ביותר ברפואה המודרנית, עם פוטנציאל לאבחון, מניעה וטיפול ברמות פרסונליות.

ד"ר (Ph.D.) בתיה כהן, ביולוגית מולקולרית,  חוקרת סרטן וכלי דם. 

פורסם בטוויטר (X) של המחברת, יולי 2025.