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. 

ירי טילים בין חיידקים - האסקפיזם לו חיכיתם - אסף לוי

 

חיידקים חיים בסביבות שלעתים קרובות צפופות בחיידקים המתחרים על משאבים מוגבלים. למשל בקרקע או במעי שלנו. לשם כך הם פיתחו במהלך האבולוציה מגוון כלי נשק מיקרוסקופיים לחיסול מתחרים. את חלקם אנו מכירים בתור אנטיביוטיקות. 

קבוצה אחרת היא של חלבונים המרעילים את החיידק השכן, למשל על ידי פירוק דופן התא שלו או ה-DNA שלו. אבל יש שתי בעיות בכך:
1. איך אני כחיידק תוקף אעביר את הרעלן לתא המטרה?
2. איך אני לא אהרוג את עצמי בתהליך?

את הבעיה הראשונה פתרו על ידי ייצור מערכות שיגור רעלנים, נקראים בתחום גם מערכות הפרשה. אלו מבני חלבונים גדולים שמשגרים רעלן מתא אחד לתא אחר. אחת המגניבות שבהן נקראת T6SS והיא די נפוצה בחיידקים. זו מערכת שיגור שנבנית בחיידק התוקף עם מעין טיל חלבוני שבקצהו יש רעלנים. היא עוברת כיווץ כמו מזרק ומעבירה כך את הטיל עם הרעלן לתא שכן. כדי שהטיל יחדור לחיידק המטרה הוא מסתיים בחלבון חד שמשמש כשפיץ שידקור את דופן התא של חיידק המטרה. כדי להתגבר על עמידות כנגד רעלנים שונים אצל חיידק המטרה פותח ארסנל גדול של רעלנים אפשריים שתוקפים מגוון מטרות כך שהחיידק המותקף יתקשה לפתח חסינות כנגדם.

עכשיו בעיה 2: איך התוקפן מתגונן מרעלן?

לרוב על ידי חלבון אנטי-רעלן אשר מנטרל את הרעלן. כך מונעים גם מצב שבו אני יורה בטעות על חיידק שהוא קרוב משפחה. אם יהיה לו את האנטי-רעלן הוא מוגן.

ועכשיו לכמה מאמרים בתחום:

1. לפני 12 שנה תואר מנגנון שכונה דו-קרב של חיידקים. החוקרים מהרווארד מצאו כי חיידק מסויים החמוש ב-T6SS יכול להגיב באלימות אם יורים עליו באותה מערכת. הוא חש פגיעה בממברנה שלו ובונה מערכת שיגור T6SS שיורה בדיוק באותו כיוון של הפגיעה וכך מחסלת בצורת עין-תחת-עין את מי שפתח במלחמה. החוקרים אפילו עשו ניסוי מגניב שבו הם ערבבו מספר חיידקים תוקפניים מאותו הסוג עם החיידק הנוקם. לחלק מהתוקפנים לא היתה מערכת תקיפה פעילה (היו מוטנטים) ולחלקם הייתה את היכולת לתקוף. 

החוקרים גילו שהחיידק הנוקם יורה רק על מי שירה עליו ונשאר בשלום עם מי שלא היה אגרסיבי.

הנה פרופ' ג'ון מקלנוס (Mekalanos) מדבר על הניסוי הזה:

2. במאמר אחר תיארו החוקרים איך חיידקי מעיים נשארים אדישים לכל החיידקים האלימים מסביבם שיכולים לתקוף אותם עם T6SS בכל רגע נתון. הם מצאו שבתוך הגנום שלהם יש מערך גדול של גנים לחלבונים אנטי-רעלנים עם מנגנון לקליטת גנים נוספים כאלו. כך החיידק מוגן ממגוון רעלנים שישוגרו אליו. 

המאמר 

3. בקבוצה שלי פיתחנו שיטה חישובית חדשה לאתר המון גנים של רעלנים בשימוש חיידקים, חלקם משוגרים על ידי T6SS וחלקם על ידי מערכות שיגור אחרות. הרעלנים מחסלים תאים במגוון שיטות ולהפתעתנו חלקם נועדו לחיסול פטריות. 

המאמר

לפעמים אפשר לראות במיקרוסקופ את החיידקים בונים את הטיל הגדול לקראת שיגור, כמו בצילום הזה:

כחלק ממלחמת החימוש ישנם חיידקים שרכשו כמה מערכות שיגור כאשר כל אחת נועדה לצורך אחר (למשל לתקיפת תאי אדם או תאי חיידקים) וחמושה במגוון רעלנים. ההפעלה שלהן יקרה יחסית באנרגיה ולכן חיידקים מווסתים את הפעילות שלהן רק לתנאים שבהן מערכות המלחמה האלו תהיינה דרושות. 

אה! ונזכרתי בעוד מאמר ממש מגניב שבו הראו ממש מנגנון של "הרצחת וגם ירשת": 

החיידק הגורם לכולירה הורג חיידקים ואז מפעיל מנגנונים לגנוב את ה_DNA מה'פגרים' שלהם וכך לאפשר לקלוט DNA זר לגנום שלו ולקבל גנים שימושיים חדשים מהקורבן.

המאמר

הלוואי שנמשיך להתעסק רק במלחמות חיידקים.

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

פורסם בטוויטר (X) של המחבר - יולי 2025

מחקר פורץ דרך: המיקרוביום של המעיים עשוי לחולל מהפכה בסריקת סרטן המעי הגס! - בתיה כהן

 

חדשות מרגשות מהעולם הרפואי, חוקרים גילו שניתן להשתמש במיקרוביום המעיים ככלי לאיתור מוקדם של סרטן המעי הגס, עם דיוק מרשים!

התמונה - AI

המשמעות? שיטה לא פולשנית שיכולה לשפר את שיעורי הזיהוי המוקדם (כיום רק 30% מאדנומות מתגלות בקולונוסקופיה) ולסייע בזיהוי שינויים מיקרוביאליים כבר בשלבים הראשונים! 

מה דעתכם על עתיד שבו בדיקת צואה פשוטה תציל חיים?

המאמר ב-Nature Medicine

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

פורסם בטוויטר (X) של המחברת, יוני 2025. 

קצת על אלכוהול, מיקרוביום המעי והמוח - בתיה כהן

 

הפרעת שימוש באלכוהול (AUD) משפיעה על מיליוני אנשים ברחבי העולם ויכולה להוביל לתוצאות פיזיות וחברתיות מזיקות. מחקרים אחרונים מדגישים את השפעת האלכוהול לא רק על מיקרוביום המעי, אלא גם את תפקיד המיקרוביום של המעי וציר המעי-מוח בהתפתחות ובתחזוקה של הפרעת שימוש באלכוהול. 

הקשר ההדדי בין צריכת אלכוהול למיקרוביום של המעי, כולל השפעות האלכוהול על הרכב המיקרוביום של המעי, שינויים במטבוליטים מיקרוביאליים של המעי בתגובה לצריכת אלכוהול, וכיצד מטבוליטים מיקרוביאליים של המעי עשויים לווסת את התנהגות השימוש באלכוהול.

היה והמיקרוביום שלכם חשוב לכם, הגבילו את צריכת האלכוהול ומנעו כניסה למעגל קסמים שמתחיל בשיבוש המיקרוביום במעיים, דלקת עצבית דרך ציר המעי-מוח, חשקים מוגברים, ומסתיים בדיכאון וחרדה.

המאמר ב-MDPI

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

פורסם בטוויטר (X) של המחברת, יוני 2025. 

על הקידה השעירה ויחסי גומלין עם המיקרוביום שלה - איגור ארמיאץ'

הקידה השעירה (Calicotome villosa) היא צמח ממשפחת הפרפרניים. מכך נוכל להסיק נכונה, כי היא נמצאת ביחסי הדדיות עם חיידקים מהסוג Rhizobium, הקושרים בשבילה חנקן - מה שמאפשר לייצר חומצות אמיניות גם כאשר צומחים בקרקע עניית חנקות. 

אבל אלה לא החיידקים היחידים החיים בשורשי הקידה, כפי שהדגים מחקר* שנערך לאחרונה בספרד. 

במחקר נעשתה השוואה של מיקרוביום השורשים בין קידות הגדלות בראש גבעה, לבין אחיותיהן הצומחות בערוץ למרגלותיה. מיני חיידקים רבים נמצאו בשורשי צמחים אלה. באופן לא מפתיע, שורשי אוכלוסיית הפסגה הכילו פחות מינים - וכולם עמידים לעקת מים. מלבד חיידקי הריזוביום, לא הייתה חפיפה במינים של שתי האוכלוסיות - כנראה עקב מגוון חיידקים שונה בבתי-הגידול השונים. 

וכאן בוודאי תשאלו - האם החיידקים מועילים או מזיקים לצמח?

זה מסובך. 

במחקר נמצא כי החיידקים השונים החיים בשורשי הקידה מפרישים מגוון חומרים, שהחשובים ביניהם הם חומצה אינדול-3-אצטית, וסידרופורים. הראשונה היא צורה נפוצה של ההורמון הצמחי אוקסין (auxin) והשניים מהווים קושרי ברזל יעילים, המסייעים לצמח בהפקת ברזל מסביבתו. על-פניו, יש כאן השפעה חיובית. רוב הניסויים בגידול נבטי קידה (ופרפרניים אחרים מאותו בית-גידול) הראו שנוכחות החיידקים משפיעה חיובית על מאסת החלק העל-קרקעי, ולפעמים גם על מאסת השורש. אבל היו גם מקרים בהם מאסת השורש הושפעה שלילית מנוכחות החיידקים. 

קידה שעירה - במדרון האוניברסיטה, תל-אביב, פברואר 2025 

כעת אזכיר כי הסימביוזה ההדדית עליה למדנו בבית-הספר אינה אלא פישוט של תהליך מורכב. כל האורגניזמים נמצאים, בעיקרון, בתחרות זה מול זה. קיום של שיתוף פעולה מועיל לא אומר שבני הברית לא מנסים למקסם את הרווחים שלהם. מבחינתם של החיידקים, הם מגדלים את הקידה לצרכיהם. יכול להיות שהחומרים שהם מפרישים לתוך השורשים עוזרים לצמח במצבים מסויימים ואף עוזרים לו לשרוד בבתי-גידול קשים כמו פסגת הגבעה החמה והיבשה. אבל בסופו של דבר, החיידקים משחקים במשחק משלהם, בו מטרת הצמח היא, קודם כל, לשרתם. 

אולי הם מכריחים את הקידה לגדול כאשר זה לא מועיל לה עוד, ממש כמו שהחיטה התרבותית נראית ענקית לעומת חיטת הבר, אבל בסופו של דבר כל תוספת המאסה הזאת היא למטרותינו, ולא למטרות הצמח. 

גם זה לא הכל, כי נוכל לצפות כי הקידה, מצדה, לא רק מנצלת את החיידקים לעצמה (כמובן), אלא גם מתאימה את עצמה למניפולציות שלהם, ומגיבה להן. בקיצור, אקולוגיה היא משחק מאוד מסובך. המסר איתו נוכל לסיים את הפוסט הזה, הוא שהצמח בשדה אינו רק תוצר של מאמצי אורגניזם אחד לגדול בסביבה האנאורגנית, אלא תוצאה של אינטראקציות רבות, בגלוי ו-"מאחורי הקלעים", עם שותפים שונים, שמניעיהם לא ברורים לנו עד הסוף, ושדרכי הפעולה שלהם מתחילות להתגלות לנו רק עכשיו.

המאמר

* הערה של Yoni Waits

התחלתי לקרוא את הפוסט שלך ואמרתי שבטח יש פה טעות (אך לא היא), כי הסימביונט של קידה שעירה הוא לא Rhizobium, אלא סוג אחר שהוא מאוד ספציפי - Bradyrhizobium. ריצפנו מאות דוגמאות של פקעיות מרחבי הארץ (כולל מגבעות הכורכר של נס ציונה) וגם בודדנו אותו במעבדה. הסוג הזה למעשה די ספציפי לכל השבט של genistae באגן הים התיכון.

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

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

 

גילוי תחליפי אנטיביוטיקה בעזרת Explainable artificial intelligence (XAI) - אסף לוי

 

בקרוב ימלאו 100 שנה לגילוי הפניצילין. כידוע העולם במשבר של פיתוח אנטיביוטיקות חדשות משלל סיבות, חלקן כלכליות. אחד התחליפים לאנטיביוטיקה קלאסית הם פפטידים אנטימיקרוביאליים. חלבונים קצרים שנוצרים כחלק ממערכת החיסון המולד של הרבה יצורים כדי לפגוע בחיידקים. בקצרה הם נקראים AMPs. בשנים האחרונות פותחו מספר אלגוריתמים לזיהוי AMPs מתוך דאטא רב של רצפי חלבון (התוצר שמקודד בגנים). 

מאמר חדש מקבוצה מאוניברסיטת שנגחאי מציג התקדמות יפה. ראשית, החוקרים פיתחו אלגוריתם מסווג שיודע להבדיל בין AMPs לבין רצפים שאינם AMPs. לאחר מכן הם פיתחו מודל נוסף שיודע לחזות את עוצמת ה-AMP - הריכוז המינימלי הדרוש של החלבון כדי לעכב גידול חיידק. עכשיו הם פנו לגילוי חלבונים חדשים. 

הם עשו חיפוש בקרב הפפטידים המיוצרים ע"י חיידקי הפה שלנו. הם לקחו את המועמדים הכי מבטיחים ופיתחו מודל נוסף שיסביר את התרומה של כל חומצה אמינית (אות אחת מתוך כ-50 אותיות בפפטיד) לעוצמת הפעולה של ה AMP. כך הם יכלו לערוך ניסוי חישובי שבו הם עשו אבולוציה מכוונת לרצף הפפטיד האידיאלי שאפשר לקבל מפפטיד טבעי כך שיהפוך לתרופה יותר יעילה. 

עכשיו צריך לבדוק את התחזיות! 

הם סינתזו כימית 32 פפטידים ובדקו אותם על חיידקים הידועים בעמידותם לאנטיביוטיקה וגורמים לזיהומים רבים בבתי חולים. אלו נקראים חיידקי ESKAPE - ראשי תיבות של ששת מיני חיידקים. 

כל המועמדים פעלו לפחות כנגד חיידק אחד בניסויי מבחנה. 

אחד ה-AMPs החדשים עבד ביעילות גבוהה כנגד החיידק Acinetobacter baumani. הם ראו שהפפטיד הטבעי ממנו הם בנו את הפפטיד המשופר (לאחר האבולוציה המכוונת שנועדה לשפר את הפעילות ע"י שינוי חומצות אמינו ספיציפיות) חסר כל פעילות אנטיביוטית. כעת הם פנו לכימיה ושיפרו את הפפטיד כדי שיהיה פחות רעיל לתאי אדם אך ישמר את הפעילות האנטימיקרוביאלית שלו. לסיום הם פנו לניסוי בעכברים לבדוק את הפפטיד המבטיח. הם הדביקו פצע ירך של עכברים בחיידק בשם אנטרוקוקוס וראו שהפפטיד המבטיח הוריד את כמות החיידקים בלפחות 95% ולא הראה מדד של רעילות כלפי העכבר. 

עבודה יפה שמראה את כל הדרך ממודל חישובי, שיפור התחזית ועד מולקולה מבטיחה לתרופה אנטיביוטית. כדי להבין את רמת הדיוק בחיזוי חשוב להבין שיש כ 10 בחזקת 65 קומבינציות של חלבונים אפשריים שאפשר לייצר מתוך עד 50 חומצות אמינו. 

חולשות ידועות של קבוצת ה AMPs כתרופות פוטנציאליות: כחלבונים הם חשופים לחלבונים שיכולים לפרקם, עלות היצור והניקוי שלהם לעיתים יקרה. לכן עד כה מעטים נכנסו לטיפול קליני. רוב הפפטידים הללו עובדים דרך מנגנון של פגיעה בממברנה או בדופן התא של החיידקים.

המאמר - מ-Nature Microbiology

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

פורסם בטוויטר (X) של המחבר - ינואר 2025