עיבוד נתונים

 

"מערכות ביולוגיות הן מערכות מורכבות מאוד", אומרת פרופ' יסמין פישר, ממרכז המחקר של חברת "מייקרוסופט" בקיימברידג', אנגליה, ומאוניברסיטת קיימברידג'. "התרשימים בהם נהוג להשתמש כדי לתאר תהליכים ביולוגיים הם איורים סטטיים, ולכן ממחישים באופן חלקי בלבד את התהליכים הדינמיים המתרחשים בתא. הפער הזה הוא אחד הדברים שהובילו להבנת הצורך בשפות חישוביות, שמעצם טיבן מאפשרות לתאר תהליכים דינמיים". כיום נחשבת פרופ' פישר למובילה עולמית בתחום מדעי צעיר, בו מהווים מודלים ממוחשבים כלי מרכזי בחקר מדעי החיים. החזון שלה הוא, שיום אחד יהפכו הכלים החישוביים לסטנדרטיים במדעי החיים – בדומה לאופן המובן מאליו בו משתמשים כיום בציוד מיקרוסקופיה או במערכות לריצוף די-אן-אי.

 

פרופ' פישר הגיעה ללימודי דוקטורט במכון ויצמן למדע לאחר שהשלימה תואר ראשון ותואר שני בביולוגיה באוניברסיטת בן גוריון בנגב, בקבוצת המחקר של פרופ' שי זילברברג. בלימודי הדוקטורט במכון, בקבוצה של פרופ' מיכל שוורץ במחלקה לנוירוביולוגיה, חקרה פרופ' פישר את הדו-שיח בין המערכת החיסונית לבין מערכת העצבים המרכזית.

 

במהלך לימודיה הבינה פרופ' פישר, שכדי להתמודד עם המורכבות העצומה של מערכות ביולוגיות, אפילו הפשוטות שבהן, יש צורך להיעזר בשיטות חישוביות. בעקבות תובנה זו נשארה במכון לאחר סיום לימודי הדוקטורט, כדי לבצע מחקר בתר-דוקטוריאלי בקבוצתו של פרופ' דוד הראל מהמחלקה למדעי המחשב ומתמטיקה שימושית. פרופ' הראל פיתח, בשנות ה-80 של המאה ה-20, שפת תיכנות חזותית הקרויה Statecharts, שבאמצעותה ניתן לתאר את תהליכי הפעולה של מערכות מורכבות. מחקרים אלה הובילו להבנה, כי אפשר לתאר מערכות ביולוגיות מורכבות באותם אמצעים בהם מתארים מערכות תעופה. בעקבות זאת החלו מדענים בכל העולם להשתמש בכלים ממוחשבים כדוגמת Statecharts לחקר תאים חיים. "מאחר ש-Statecharts היא שפה חזותית, היא אינטואיטיבית יחסית וקלה לשימוש, גם בשביל ביולוגים", אומרת פרופ' פישר. היא הצטרפה למחקרים שנעשו בקבוצתו של פרופ' הראל, אשר התמקדו בשימוש במחשבים כדי למפות את תהליך ההתפתחות של נמטודה הקרויה
C. elegans – ומשמשת במחקרים בסיסיים רבים.

 

בהמשך ביצעה מחקר בתר-דוקטוריאלי נוסף בקבוצתו של פרופ' תומס הנזינגר ב-EPFL שבלוזאן, שווייץ, שם העמיקה והעשירה את ניסיונה בשיטות חישוביות. היא טבעה את המונח Executable Biology, המתאר מודלים חישוביים אשר משמשים להדמיית תהליכים ביולוגיים. יחד עם פרופ' הנזינגר טענה, כי מחקרים המבוססים על שיטות חישוביות יכולים לא רק לסייע למדענים לעשות סדר בתוך המורכבות העצומה, אלא גם להצמיח גישה מדויקת, פורמלית וכמותית למחקר במדעי החיים. "מודל ממוחשב מתחיל בהשערה. כאשר מארגנים את התוצאות הניסיוניות בשפה הפורמלית שבה בנוי המודל, אפשר להשוות בין השניים ולהבחין במהירות בפערים. הפערים האלה הם שמאפשרים לשפר את המודל ולהביאו לרמת דיוק גבוהה יותר, ובהתאם לכך לתכנן ניסויים חדשים", אומרת פרופ' פישר.

 

עם סיום עבודתה עם פרופ' הנזינגר נוסדה בחטיבת המחקר של חברת "מייקרוסופט" בקיימברידג', אשר עוסקת במחקר חישובי, מחלקה המתמקדת בביולוגיה. פרופ' פישר הוזמנה להצטרף לקבוצה העוסקת במחקר ובפיתוח של כלים ועקרונות חישוביים. מאוחר יותר הוצע לה גם לעמוד בראש קבוצת מחקר באוניברסיטת קיימברידג'.

 

בימים אלה היא עסוקה בשיתופי פעולה ארוכי טווח עם קבוצות של ביולוגים ניסיונאים, במטרה לחקור את תהליכי קבלת ההחלטות בתאים. באחד מהמחקרים היא מנסה להבין כיצד משתבשת התפתחותם של תאי דם אצל חולי לוקמיה. במחקר אחר היא לומדת את מסלולי העברת האותות ב-C. elegans – מחקר בסיסי שעשוי לסייע בהבנת תהליכים סרטניים. מנגנוני העברת האותות נשמרו היטב במהלך האבולוציה, ועקרונות הפעולה שלהם דומים למדי בנמטודות ובבני-אדם. ממצאים אחרונים של חברי קבוצתה ממחישים את היתרונות שבמידול חישובי, חיזוי וניסוי. באחרונה הם גילו מנגנון מולקולרי חיוני שבאמצעותו מסנכרנים התאים המתפתחים את מחזורי החיים שלהם, ולאחר מכן הם "שוברים" את הסינכרון כדי להתפתח בכיוונים שונים.

 

הקריירה המדעית שלה הרחיקה אותה מישראל למשך למעלה מעשור, ופרופ' פישר, דור שביעי בארץ, מודה כי הניתוק מהארץ אינו פשוט. "אני חשה שהמכון הוא מעין בית בשבילי. העובדה שהתחנכתי כאן הייתה ותמיד תישאר מקור גאווה בשבילי".