יום שבת , אוקטובר 21 2017
בית » חדשנות » כאשר ביולוגיה, מחשוב וטכנולוגיה נפגשים- ביולוגיה חישובית, מפתח לשינוי
כאשר ביולוגיה, מחשוב וטכנולוגיה נפגשים- ביולוגיה חישובית, מפתח לשינוי

כאשר ביולוגיה, מחשוב וטכנולוגיה נפגשים- ביולוגיה חישובית, מפתח לשינוי

מאת: טל שי

המידע שנאסף ומנותח על ידי הביולוגים החישוביים יכול להיות המפתח לשינוי אדיר בעולם המדע. תארו לעצמכם שתהיה בידינו יכולת ההשוואה בין רצפי ה-DNA של אנשים חולים לאלו PhD Student Yulia Furmansky-Aizikovich in the labשל בריאים. השוואה כזו תאפשר לנו למצוא מוטציות הגורמות למחלות גנטיות, למחלות אוטו-אימוניות ולמחלת הסרטן, להבין את הדרך שבה המוטציות גורמת למחלות אלו, ולנסות לפתח תרופה ממוקדת לכל אחת ואחת מהן. בשלב מתקדם יותר של תהליך זה, תהא היכולת לפענח את פרופיל המוטציות של כל חולה אשר תאפשר להתאים לו את התרופה המתאימה לו ביותר, וכך תיפתח בפנינו האפשרות לרפואה מותאמת אישית.

בעזרת הביולוגיה החישובית גילינו כי המיקרוביום, כלל האורגניזמים החיים בגוף האדם, שונה אצל אנשים מתרבויות שונות, בגילאים שונים או במצבים בריאותיים שונים – מיקרוביום על העור של תינוקות שנולדו בלידה רגילה שונה ממיקרוביום של תינוק שנולד בניתוח קיסרי והמיקרוביום בקיבה של אנשים הסובלים מעודף משקל קיצוני שונה מזה של אנשים בעלי משקל תקין. גילוי זה יצר תקווה שהשתלת מיקרוביום מאנשים בעלי משקל תקין באנשים הסובלים ממשקל עודף תגרום להשלה של הקילוגרמים המיותרים, ולפחות בעכברים השתלה כזו אכן הביאה לירידה במשקל ושיפור המצב הבריאותי.

מעבר לכך, השילוב הייחודי בין מעבדה ביולוגית לבין מיקרוסקופים משוכללים ומחשוב מתקדם מאפשר לנו לצלם מבנים ביולוגיים קטנים יותר באיכות טובה יותר וברמת דיוק גבוהה יותר ובכך אנחנו יכולים לעקוב אחרי תאים רבים לאורך זמן וללמוד על השינויים המתרחשים בהם – למשל, כיצד נטילת תרופה מסוימת לאורך זמן משפיעה על מבנה התא? כיצד תאי מערכת החיסון מאתרים ומשמידים פולשים? עיבוד התמונות והמדדים המחושבים מהן על ידי הביולוגיים החישוביים מאפשר מענה על מגוון שאלות בביולוגיה של התא.

Computational Biology 3

בנוסף, הביולוגיה החישובית היא מפתח לעיבוד אותות חשמליים וכימיים בין תאי המוח – הנוירונים. אותות אלו מעבירים אינפורמציה, ולמעשה מאפשרים את כל פעילות עיבוד המידע במוח. בשנים האחרונות שיפורים טכנולוגיים מאפשרים רישום פעילות של מאות נוירונים במקביל ולאורך זמן באמצעות החדרת אלקטרודות לאיזורים שונים במח. פענוח קידוד המידע הנרשם מהנוירונים באמצעות ביולוגיה חישובית מאפשר את הבנת תהליכי קליטת המידע ועיבודו.

האפשרויות בביולוגיה החישובית הן אין סופיות – מענה למגוון תעלומות ביולוגיות שטרם פוצחו, השוואות מורכבות בין נתונים ביולוגיים שבעבר לא האמינו שאפשריות לביצוע…. זה כבר לא מסע דמיוני מתוך סרט מד"ב והפתרונות אינם חסרי הגיון כמו "42". התשובות נמצאות בהישג ידינו, בתוך השילוב המרתק ופורץ הדרך בין המחקר הביולוגי לטכנולוגיות המחשוב המתקדמות ביותר​.

למידע על מסלולי ההתמחות בביולוגיה חישובית באוניברסיטת בן-גוריון בנגב היכנסו לאתר המועמדים >>

אודות טל שי

טל שי
ד"ר טל שי היא חוקרת בכירה במחלקה למדעי החיים באוניברסיטת בן-גוריון בנגב