חיים, שבבים ומחשבים

51:54
 
שתפו
 

Manage episode 232817162 series 2506118
על ידי Weizmann Institute of Science and מכון ויצמן למדע התגלה על ידי Player FM והקהילה שלנו - זכויות היוצרים שמורות למפרסם, לא ל-Player FM, והשמע מוזרם ישירות מהשרתים שלכם. הירשמו כדי לעקוב אחר עדכונים ב-Player FM, או הדביקו את כתובת העדכונים באפליקציות פודקאסט אחרות.
:הקליקו לקבלת תמליל מלא של הפודקאסט - כקובץ פי-די-אף https://bit.ly/2UUimDX האם שורת גדילי די-אן-אי המצויים בתמיסה וקשורים בבסיסם למשטח כימי, יכולים לשנות את צורתם כך ש"ירוצו" לאורך קו רציף? את השאלה הזאת בחנו באחרונה מדעני המחלקה לחומרים ופני שטח במכון ויצמן למדע. באמצעות טכניקה שפיתחו ל"כתיבה" של קווים דקים באמצעות קרן אלקטרונים (פוטוליתוגרפיה) – הצליחו המדענים להוביל לשינוי צורתם של הגדילים, כך שיקובעו לאורך הקו. מדובר בקו שרוחבו קטן (דק) מאוד: כמה עשרות ננו-מטר - מיליארדית המטר. המחקר, שתואר באחרונה בכתב-העת המדעי, נייצ'ר ננוטכנולוג'י, בוצע במעבדתו של פרופ' רועי בר-זיו והובל על ידי החוקר הבתר-דוקטוריאלי ד"ר דן ברכה. עוד היו שותפים למחקר תלמיד המחקר אוהד וונשק ומדענית הסגל ד"ר שירלי שולמן דאובה; וכן השותפים הגרמניים – פרופ' פרידריך סימל והדוקטורנט גונתר פרדטצ'ר מהאוניברסיטה הטכנית של מינכן. במחקר קודם שהובילו פרופ' בר-זיו וד"ר ברכה, זוהה לראשונה התהליך שמאפשר לגדילי די-אן-אי המצויים בתמיסה וקשורים בבסיסם למשטח כימי – להיצמד זה לזה ולהתגבש לכדי "מרבד". החומר הביולוגי המאפשר את היצמדותם של גדילי די-אן-אי – שמטבעם דוחים זה את זה בגלל מטענם החשמלי השלילי – הוא יון בעל מטען חיובי. "התוצאה של התהליך היא קריסה של גדילים רבים של די-אן-אי, הנופלים זה אחר זה כמעין לבני 'דומינו'. כך הם מייצרים מבנה לא נשלט ולא מסודר", מסביר פרופ' בר-זיו. במחקר הנוכחי, ביקשו המדענים להבין מה קורה כאשר עושים שימוש בקרן אלקטרונים כדי "להריץ" גדילי די-אן-אי על גבי "פס" ולא על גבי "מרבד"? הם גילו כי אכן גדילי הדי-אן-אי קובעו לאורך קו האלקטרונים בממדים מזעריים – תצורה שלא נראתה עד היום. "מדענים מעולם לא הצליחו לצרוב די-אן-אי לממדים קטנים כל כך ולאורך קו", מסביר ד"ר ברכה. "ההיצמדות של הגדילים לאורך הקו מתרחשת כמו בהצתה של חומר נפץ דוגמת דינמיט. התוצאה היא חומר שטרם הכרנו, בעל תכונות חדשות". פרופ' בר-זיו מוסיף כי: הצלחנו ליצור ננו-כבלים של די-אן-אי, המתהווים באופן דינמי. המשמעות של הגילוי, מסביר ד"ר ברכה, היא שהוא מאפשר שליטה במעבר מופע (ממצב מסיס למצב מוצק) – תהליך שעד היום התבצע ללא התערבות אדם ובאופן שרירותי. עכשיו הצלחנו לייצר סדר בתהליך הזה - ולעצב אותו. כך, ממצב של התגבשות אקראית, אנו כעת מסוגלים לשלוט בצורה המתארגנת". שימושים עתידיים במערכת שפותחה, עשויים להיות העברת מידע לאורך הכבלים. כעת, אנו יכולים לשאול את השאלה אם די-אן-אי דחוס מסוגל להעביר אותות מולקולריים וחשמליים לכל אורכו, מסביר פרופ' בר-זיו. בניסוי נוסף, ביקשו החוקרים לבחון מה קורה כאשר קרן האלקטרונים מציירת רשת של קווים ופיצולים – מעין מבוך – שעליו מצויים גדילי הדי-אן-אי. המדענים גילו כי הגדילים רצים על-פני הקווים כולם, אך נעצרים כאשר שני גדילים מתנגשים זה עם האחר. בסופו של דבר, כך התברר, הדי-אן-אי יודע למצוא את הדרך הקצרה ביותר להגיע מצדו האחד של המבוך לצדו האחר. במילים אחרות, מסבירים המדענים, התוצר המתקבל דומה למערכת ניווט חכמה. ניחשנו שיקרה משהו מעניין כאשר נציב למערכת חידה שעליה לפתור, מסכם ד"ר ברכה. האמן הישראלי הצעיר, ליאור בן-גיא, בוחן בעבודותיו מהשנים 2013 – 2016 את הגדרותיו וגבולותיו של מושג ה"חיים". הוא עושה זאת באמצעות יצירה ותכנות של מערכות מורכבות של חיים מלאכותיים שיוצאות לדרכן מתהליך היווצרותו של יצור בודד, ומגיעות עד לשאלות של התנהגות מורכבת של "מושבות" הדומות לאלה של מיקרו-אורגניזמים. התיאום שבו פועלות המושבות האלה מעלה שאלות באשר להתפתחותם של יצורים רב-תאיים.

12 פרקים