מדעי החיים והסביבה - 2009

מגישה: חנה סוסנה
ביה"ס: ביה"ס הימי מבואות ים, מכמורת
מורה מלווה: מר רפי יבץ
מנחה: מר יניב לוי

צבי הים נמצאים ברשימה של אורגניזמים בסכנת הכחדה בעולם כולו, ומצבה של האוכלוסייה המקומית בישראל אף חמור יותר. אחד הגורמים המשמעותיים שעשוי לפגוע ברבייה של צבי הים הוא שינוי ביחס בין הנקבות והזכרים. שינוי זה עשוי לגרום להקטנת הסיכוי לרבייה פורייה. בצבי ים ובזוחלים אחרים, התמיינות לזכר או נקבה נקבעת על פי טמפרטורת הדגרה. ידוע כי ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, יוצרו יותר נקבות. כיום ישנה מגמת עלייה בטמפרטורת העולם, מה שעלול להביא לשינוי היחסים בין הזכרים לנקבות. דבר נוסף העלול להשפיע על יחסי הנקבות והזכרים הוא שימוש גובר בחופים. עקב כך מיושם פרויקט העברת קיני הצבים לאתרים מסודרים, ע"י רשות הטבע והגנים. בעבודתי ניתחתי 70 צבונים מתים אשר נאספו מחוות ההדגרה ובדקתי כיצד אלבדו (אחוז הקרינה המוחזרת) החול משפיע על יחסי הזכרים והנקבות. כמו כן בדקתי כיצד משפיע מועד ההטלה וזמן הדגירה על יחסי הזכרים והנקבות.

מגישים: שחר גבירץ, ידיד אלגאוי
ביה"ס: אמי"ת גוש דן
מוסד אקדמי: אוניברסיטת בר-אילן
מנחה ומורה מלווה: ד"ר מרדכי ליבנה
מנחה: פרופ' אהרון גדנקן

העופרת היא מתכת כבדה, בעלת שימושים רבים לאדם ובהם יצירת מצברים, שימוש בדלקים ויצירת צבעים. אולם, העופרת מסוכנת לאדם ולסביבה. כחלק משימושיה בתעשייה, נפלטת עופרת למים בצורת יוני עופרת (+Pb2). במחקר זה פותחה ונבדקה שיטה חדשה להפחתת ריכוז העופרת במים, באמצעות ספיחתם לצמחי המים המיובשים פיסטיה וסלביניה, באמצעות תגובה כימית של חימצון - חיזור. שימוש בצמחי מים אלה זול משמעותית מהשיטות הנהוגות כיום, עקב תפוצתם הנרחבת. מאחר שמדובר בצמחים מיובשים, קל להעביר אותם ממקום למקום ולהשתמש בהם לאורך זמן. על-מנת לקצר את תהליך הספיחה, נבדק השימוש במיקרוגל הידוע כמאיץ תהליכים כימיים. במחקר נבדקו הגורמים השונים המשפעים על קצב התהליך ויעילותו ובהם כמות הצמח ביחס לריכוז העופרת, עוצמת וזמן ההקרנה במיקרוגל וסוג הצמח בו נעשה שימוש. תוצאות המחקר מראות כי ניתן להגיע לספיחה המתקרבת למאה אחוז, על ידי הקרנה במשך דקה אחת עם תנור המיקרוגל. תוצאות דומות הושגו לאחר כשבוע של השריה, ללא שימוש בתנור המיקרוגל. תוצאות מחקר זה עשויות להוות בסיס לפיתוח שיטות חדשות וכלכליות לטיהור מים ושפכים תעשייתיים מיוני עופרת ולשימוש חוזר בעופרת הנספחת לצמח ומכאן תרומתו הפוטנציאלית להבראת הסביבה.

מגישה: ורדית לוין
ביה"ס: מכללה לטכנאים ולהנדסאים עמל ב', פתח תקוה
מוסד אקדמי: מרכז פלסנשטיין, קמפוס בלינסון
מורה מלווה: גב' נאוה רותם
מנחה: ד"ר עדית הוכהאוזר

מחלות לב הן גורם המוות העיקרי בעולם המערבי כיום. במחקר זה התמקדנו בשתי מחלות הפוגעות בלב- אוטם לבבי (איסכמיה) והרעלת דם (אלח דם). איסכמיה עלולה להתרחש כאשר העורק המוביל דם אל שריר הלב נחסם ובעקבות כך מתפתחת דלקת הפוגעת ביכולתו של שריר הלב להתכווץ, מצב היכול לגרום התקף לב. אלח דם הינו תגובה של מערכת החיסון כנגד חיידק פולשני לדם. הגוף מזהה על דופן החיידק מולקולה הנקראת, Lipopolysaccharide LPS בעזרת קולטן בשם Toll-like Receptor 4-TLR4, וכתוצאה מכך הגוף מפריש מולקולות המעודדות דלקת. אם מולקולות אלו מופרשות ביתר, יכול להתפתח שוק זיהומי (septic shock), שהיא תופעה רפואית חמורה הגורמת לכשל מערכתי של הגוף ואף למוות. מטרת המחקר היא לבדוק האם הקולטן TLR4 בתאי הלב משתתף בתהליכי הדלקת לאחר פגיעה בלב באלח דם או איסכמיה. הנזק שנגרם ללב נבדק בעזרת בדיקות דם ביוכימיות, ובדיקות רקמתיות (היסטולוגיות) בעכברים רגילים ובעכברים החסרים את הקולטן TLR4. תוצאות המחקר הראו כי הקולטן TLR4 מבוטא בלב ומשתתף בתהליך הדיכוי של פעילות הלב בעקבות אלח דם ואיסכמיה. בעתיד, טיפול תרופתי אשר יחסום או יעכב את TLR4, יקטין את התגובה הדלקתית ובכך יפחית את הפגיעה בלב.

מגישה: אידה קרייצמן
ביה"ס: המקיף השש שנתי עמל 1 ע"ש מנחם בגין, צפת
מוסד אקדמי: מיג"ל, קריית שמונה
מורה מלווה: גב' שרה שושן
מנחה: ד"ר סיגל כורם

סרטן השד היא המחלה הממאירה הנפוצה ביותר בקרב נשים בעולם המערבי. נשים הנושאות פגם גנטי באחד הגנים המקודדים לחלבון BRCA1 וBRCA2 - הן בעלות סיכון של %85 לחלות בסרטן השד או בסרטן השחלה במהלך חייהן. מאחר והמוטציות המצויות על גנים אלה הינן מוטציות דומיננטיות, נשים בעלות היסטוריה משפחתית של סרטן שד הינן בעלות סיכון גבוה להמצאות המוטציות בגנים אלה.

בדיקות גנטיות בבתי החולים נערכות לנשים מאחת הסיבות הבאות: גיל הופעת המחלה בהן מוקדם מהממוצע, לפחות אחת מקרובות משפחתן בדרגה ראשונה חלתה בסרטן השד או הופעה של מס' סוגי סרטן (שאינם סרטן השד) בקרב אותה המשפחה (קיים חשד לנטייה משפחתית לסרטן ומכאן הצורך לערוך סריקה גנטית גם של מוטציות המובילות לסרטן השד). בבדיקות גנטיות אלה מתמקדים בחמש מוטציות עיקריות בגנים BRCA1 וBRCA2 -, אך קיימות נשים חולות, שנבדקו גנטית ולא נמצאה אצלן אחת מחמשת המוטציות העיקריות. המחקר הגנטי הזה מתמקד במציאת מוטציות נוספות העלולות לגרום להופעת המחלה. מחקר כזה ומחקרים דומים יכולים לייעל את הבדיקות הקיימות בבתי החולים בכך שיאפשרו גילוי מוטציות חדשות ופילוגם לפי מוצא עדתי וקבוצות שונות באוכלוסיה. יעול הבדיקות הגנטיות יביא לגילוי מוקדם של סרטן השד ובכך יוכל להציל חיים.

מגיש: ברק אזולאי
ביה"ס: הגימנסיה הריאלית ע"ש קררי, ראשון לציון
מוסד אקדמי: מכון ויצמן למדע, רחובות
מורה מלווה: גב' מאשה שפי
מנחים: גב' יעל מוצפי

המימיווירוס הוא הווירוס הגדול ביותר שאובחן עד כה, גודלו כגודל חיידק קטן ומולקולת הדנ"א שלו גדולה פי 120 ממולקולת הדנ"א של וירוס האיידס. תהליך ההדבקה שלו דומה לשיטת 'הסוס הטרויאני', כאשר הווירוס משטה באמבה וגורם לה לספח אותו לתוכה וכך חודר לתא. כחלק מתהליך ההדבקה יוצר הווירוס מפעל ויראלי בו הוא משכפל את עצמו וכבר לאחר 10 שעות מההדבקה ניתן להבחין ב1000- העתקים מושלמים של הווירוס מתפזרים לכל עבר תוך כדי פיצוץ תא האמבה.

בעבודה זו חקרתי את השלבים הראשונים בתהליך ההדבקה של המימיווירוס, את התארגנותו במפעל הוויראלי והאם ישנו קשר לרשת המייקרוטיובולי 'רשת התחבורה התאית'. גיליתי כי המפעל הויראלי מורכב מתתי אזורים, שכל אחד מהם התפתח מווירוס אחד. בנוסף, מצאתי כי התקבצותם במפעל ויראלי אחד תלויה בנוכחות רשת המייקרוטיובולי. מכאן הסקתי כי הווירוס נעזר ברשת המייקרוטיובולי לתנועה ולהתארגנות במפעל הוויראלי. הבנת שלבי ההדבקה של המימיווירוס חשובה להבנה של האינטראקציות הקיימות בין התא הפונדקאי והטפיל הוויראלי. בנוסף יש הטוענים כי וירוס זה, מפאת גודלו הבלתי רגיל, מהווה את החוליה החסרה המקשרת מבחינה אבולוציונית בין וירוסים וחיידקים, וחקירתו תורמת לחקר האבולוציה.

מגישה: שירה הדר
ביה"ס: הגימנסיה הריאלית ע"ש קררי, ראשון לציון
מוסד אקדמי: מכון ויצמן למדע, רחובות
מורה מלווה: גב' מאשה שפי
מנחה: גב' סיגל שחר

ה DNA- הינו מולקולה דו-גדילית, הנמצאת בכל תא חי ומכילה את המידע התורשתי. כדי שיצורים יגדלו ויתפתחו, על התאים להתחלק ולשכפל את הDNA-, על-ידי בניית גדיל משלים לכל אחד מגדילי המולקולה. הDNA- חשוף לגורמים מזיקים כגון רדיקאלים חופשיים וקרינת UV, שעלולים לגרום לשיבוש ברצף או במבנה המרחבי שלו ולהפריע לתהליך השכפול. לפני כעשור התגלה מנגנון תיקון נזקים בDNA-, ששמו translesion DNA synthesis TLS. במנגנון זה משתתפים אנזימים, המסוגלים להתגבר על נזקים ברצף הDNA -, אך הוא אינו מושלם ונשארות אחריו טעויות (טעות אחת ל 1000 - בסיסים). כתוצאה מטעויות אלה יכולות להיווצר מוטציות, שעלולות לגרום למות התא או להפיכתו לסרטני. מטרת מחקר זה הייתה לבחון את האנזים . polymerase, השייך למנגנון הTLS- ומשכפל את הDNA-. במחקר נמצא כי האנזים נקשר לאזור הנזק, שנגרם כתוצאה מרדיקאלים חופשיים ולכן כנראה קשור בתיקון נזק זה. חשיבותו של המחקר היא בהבנת מנגנון ה TLS- ובמעורבותו של . polymerase בתהליך זה. הבנת תהליכי התיקון וההתמודדות עם נזקי DNA בתא תביא להבנה נרחבת יותר של התהליך הסרטני ולמציאת דרכים חדשות להתמודדות עם מחלת הסרטן.

מגישה: עינב ספיר
ביה"ס: מקווה ישראל, מדור כללי, חולון
מוסד אקדמי: מכון ולקני, בית דגן
מורה מלווה: ד"ר סברינה חביב
מנחה: מר מרזאב יוסף

גפן הינו אחד מגידולי הפרי הנפוצים בארץ ובעולם, וחשיבותו הכלכלית רבה. וירוס הGrapevine Virus A) GVA) הינו אחד מארבעה וירוסים, הגורמים למחלת ניקרון העצה בגפן (Kober Stem Pitting), אשר גורמת לנזקים כלכלים כבדים לתעשייה זו. כיום ידועים שני מודלים של תנועת וירוסים מתא לתא בצמח: מודל ה Tobacco mosaic virus) TMV) ומודל הCowpea mosaic virus) CPMV). בעבודה זו נצפה נצפה כי בפרוטופלסטים (תאים חסרי דופן) שהודבקו בוירוס ה-GVA קיימת יצירה של תעלות היוצאות מהפריפריה של הפרוטופלסט, כאשר אלו מורכבות מחלבון התנועה של הוירוס. עוד נמצא, כי תעלות אלה נוצרות על גבי הפלסמודסמטה של תא הצמח (תעלות צרות המחברות בין תאים סמוכים של הצמח). הוכחת כל הפרמטרים שצוינו מביאים למסקנה כי וירוס ה-GVA הינו הוירוס החוטי הראשון הנע על פי מודל ה-CPMV. למחקר זה חשיבות רבה ושימושים הניתנים לניצול בהקניית עמידות לגפן בפני מזיקים, ובכך ניתן להקטין נזקים בשווי של מיליארדי שקלים.

מגיש: מיכאל סימון
ביה"ס: התיכון הישראלי למדעים ולאמנויות, ירושלים
מוסד אקדמי: הפקולטה לרפואה, האוניברסיטה העברית ירושלים
מורה מלווה: גב' חנה שרף
מנחה: גב' נעה סטניצקי

תאי ההרג הטבעיים (NK- Natural Killers) הם לימפוציטים השייכים למערכת החיסון. תפקידם הוא להרוג תאי גוף שנדבקו בנגיפים ותאי גוף מותמרים (סרטניים). פעילות ההרג של תא הNK- תיקבע על ידי האיזון שבין האותות שמתקבלים ממערך הקולטנים שעל גבי קרום התא, המתחלקים לקולטנים משפעלי-הרג ומעכבי-הרג. הקולטן VSIG9 התגלה לאחרונה, ופרויקט זה היווה חלק ממחקר נרחב שמטרתו לאפיין את פעילותו. נמצא כי הקולטן קושר את החלבון CD155( PVR) המתבטא על גבי תאי גוף שונים, אך מתבטא ביתר מידה על גבי תאים סרטניים. בנוסף נמצא, כי כאשר החלבון PVR נקשר לקולטן VSIG9 מעוכבת פעילות ההרג של תאי ההרג הטבעיים (NK). אפיון הקולטן יתרום להבנת התהליך הטבעי בו גופינו נלחם בנגיפים ובתאים סרטניים. השאיפה היא כי בעתיד ניתן יהיה להגביר את פעילות הקולטן בכדי לדכא הרג במצב של מחלה אוטואימונית, ולדכא את פעילות הקולטן על-מנת להגביר הרג של במקרה של גידול סרטני.