שבבים, תאים ומדענים

 

תלמידי המחקר אייל קרצברון ואלכסנדרה טייר, ממעבדתו של פרופ' רועי בר-זיו מהמחלקה לחומרים ופני שטח במכון ויצמן למדע, בשיתוף עם פרופ' וינסנט נוארו מאוניברסיטת מינסוטה, תיכננו את המערכת, אשר מורכבת ממספר רב של תאים קטנים. תאים אלה – כל אחד מהם בעומק של מיליונית המטר – "נחצבו" בסיליקון, ולמעשה יוצרים מעין התקן ביולוגי. התאים מחוברים באמצעות צינורות דקים לתעלת זרימה מרכזית. בכל תא מקובעים לרצפת התא גדילי די-אן-אי צפופים. זהות המקטעים הגנטיים האלה נקבעה על-ידי המדענים. כדי "לתרגם" את הגנים האלה לחלבונים, המדענים מעבירים את השליטה למערכת ייצור החלבונים של חיידקי האי-קולי. באמצעות מילוי התאים המלאכותיים בתמצית תאי אי-קולי, שהיא תמיסה המכילה את כל המנגנון החיידקי אשר אחראי על תרגום חלבונים (ובהם ריבוזומים), יכולים המדענים "לקחת צעד לאחור", ולחזות בתהליך הבנייה של החלבונים המתרחש ללא כל התערבות מצידם.

 

"מעבר ליכולתה לחקות תהליכים ביולוגיים וללמוד כיצד תאים מלאכותיים מתקשרים אחד עם השני", אומר פרופ' בר-זיו, "היבט נוסף של המערכת, הוא שאפשר, באופן עקרוני, לקודד לתוכה חלבונים אשר מעורבים בתהליכים שונים: גנים הם כמו לבני לגו – אפשר להחליף ולהתאים רכיבים שונים, שמספקים תוצאות שונות. אפשר, למשל, לקחת רכיבי בקרה מחיידקי אי-קולי ששולטים באופן טבעי בגן מסוים, ובכך לייצר חלבון מסוים; אפשר לחבר אותו רכיב בקרה לגן אחר, וכך ליצור תכונות שונות שאינן קיימות בטבע. מחקר זה עשוי להוביל בעתיד לקידום בנייה של חומרים כמו דלק, תרופות, וכן לפתח אנזימים לשימוש תעשייתי".