פרוייקט סטודנט/ית חוקר/ת

 

מערכת האוביקיטין לפרוק חלבונים ומעורבותה בממאירויות ובמחלות ניווניות של מע’ העצבים המרכזית

אהרן צ’חנובר, MD, DSc – פרס נובל לכימיה  לשנת 2004

הסבר לציור: כשנועלים את מערכת האוביקיטין בגרעין באמצעות תרמית מטבולית – ניתן להרעיב גידולים סרטניים למוות. האפקט הוא סלקטיבי לתאים ממאירים, כי דרישתם המטבולית לחומצות אמיניות המסופקות על ידי מערכת האוביקיטין גדולה משל תאים בריאים, ולכן נעילה חלקית של המערכת בגרעין תפגע בהם באופן סלקטיבי.  בשורה העליונה – גידולים בעכברים שלא טופלו, ובשורה התחתונה – גידולים בעכברים שטופלו.
המרכז הבינ-תחומי לחקר הסרטן על שם ע”ש רפפורט

המעבדה עוסקת בעיקרה במנגנונים בסיסיים המקשרים בין מערכת האוביקיטין לפרוק חלבונים (פרס נובל לכימיה לשנת 2004) שהתגלתה על ידי הפרופסורים הרשקו, צ’חנובר ורוז, לפתוגנזה של מחלות – ביניהן ממאירויות ומחלות ניווניות של מע’ העצבים המרכזית.  פענוח מעט מהמנגנונים מאפר לנו המעבדה כבר עתה, לנסות ולפתח תרופות, אחת מהן נמצאת כבר בשלב מסחרי מתקדם.

הבנת המנגנון מדכא ההתמרה של עודף במרכיב  p50 של פקטור השעתוק NF-kappaB או מנגנוני הפרוק של חלבונים המעורבים בפתולוגיה של Amyotrophic Lateral sclerosis  – ALS.

כתובת מייל: aaroncie@technion.ac.il; meiravf@technion.ac.il


 פענוח מנגנון פעולתן של מולקולת גזיות ביולוגיות בתאים סרטניים

מעבדה של פרופ’ מורן בנהר
ביוכימיה

תחומי העניין של המעבדה

פענוח מנגנון פעולתן של מולקולת גזיות ביולוגיות בתאים סרטניים ביוכימיה .
תהליכי חמצון-חיזור ביולוגיים, בפרט השפעת ניטריק אוקסיד
ומימן גופריתי על מסלולי דלקת ומוות תאי- בתאים
מקרופאגים ותאים סרטניים. הפרויקט המוצע:  מציאת חלבוני מטרה
של ניטריק אוקסיד ומימן גופריתי בתאי סרטן בתגובה לטיפולים אנטי-סרטניים
benhar@technion.ac.il

 

 

 

 

 

 


מעבדה לרפואה מולקולרית המחלקה לגנטיקה וביולוגיה התפתחותית

מעבדה של פרופ’ שרה זליג
המחלקה לגנטיקה וביולוגיה התפתחותית

נושאים לעבודות מחקר במעבדה של שרה זליג מעבדה לרפואה מולקולרית
המחלקה לגנטיקה וביולוגיה התפתחותית המעבדה שלנו חוקרת טלומרים בתאי יונקים. טלומרים הם האזורים בקצוות הכרומוזומים החשובים מאוד ליציבות הכרומוזומים. הזדקנות תאית קשורה להתקצרות טלומרים ובתאי סרטן ישנם מנגנונים שמעכבים קיצור טלומרים. המעבדה מתמקדת בעיקר במחלות גנטיות בבני אדם עם פנוטיפים טלומרים.

שני פרויקטים מוצעים:
1. חקר התפקיד של ההליקאז RECQL5 בטלומרים אנושיים. אנחנו חוקרים תאים של חולים עם מוטציות בגן RECQL5 כדי להבין אם יש להם פנוטיפים טלומרים וכן תאים שהרסנו בהם את הגן על-ידי עריכה גנומית.
2. חקר הפנוטיפ הטלומרי בתאי חולה עם מוטציות בגן UHRF1 שגורמות לתסמונת הגנטית הנקראת ICF – Immunodeficiency, Centromeric instability and Facial anomalies.שני הפרויקטים מערבים שיטות מגוונות של ביולוגיה מולקולרית, ציטוגנטיקה ומיקרוסקופיה.

EMAIL: SELIGS@TECHNION.AC.IL

 


 

המעבדה לחקר העין

פרופ ניצה גולדנברג כהן , מנהלת מחלקת עינים, ביח בני ציון.
מחלקה: עיניים, הפקולטה לרפואה , קומה 13
תחומי העניין של המעבדה:
המעבדה עוסקת במחקר תרגומי מהקליניקה למעבדה
ובחזרה. מודלים של מחלות עינים, בעיקר של עצב
הראיה, הכולל גלאוקומה, נזק אסכמי של עצב הראיה, נזק
דלקתי של עצב הראיה, מודל סכרת, קטרקט , פרוטזות ועוד. כמו כן שמוש בטכנולוגית נאנו, בדיקת טוקסיות
של מתכות בדמעות וברקמות .
הפרויקט המוצע: מוצעים מגוון פרויקטים , הכוללים עבודה עם מודל עכבר בעיקר בשלב חיתוך הסטולוגי ובצוע
צביעות אימונו- הסטוכימיות של עינים של עכבר אחרי השריית נזק, צלום וחישוב סטטיסטי של התוצאות,
בדיקות מולקולריות לבטוי גנטים, דגימות מבני אדם וממודל עכבר.
כתובת מייל :
Ncohen1@gmail.com
Nitza.Cohen@b-zion.org.il


שחזור העולם החיצוני מתוך פעילות המוח 

פרופ’ דורי דרדיקמן
מחלקה: חקר המוח

תחומי העניין של המעבדה: איך עובד הזכרון במוח? אחד מסוגי הזיכרון החשובים ביותר הוא הזכרון האסוציאטיבי. דוגמא אחת לזכרון אסוציאטיבי היא זכרון של מקומות – כאשר אנחנו נמצאים במקום מסויים, עולים בנו זכרונות הקשורים למקום שאנו נמצאים בו. אנו חוקרים את הזכרונות הללו, תלויי המקום. אנו משתמשים בטכנולוגיות של רישום וגירוי של תאי מוח רבים בו-זמנית, מתוך מטרה לקשר בין הפעילות המוחית הזאת לבין השאלה: איך אפשר לזכור איפה אנחנו נמצאים? מה ההשלכות של זכרון זה?
הפרויקט המוצע: תאי מקום בהיפוקמפוס הם חלק מהייצוג הפנימי במוח של הסביבה בה אנו נמצאים. יש ברובוטיקה בעייה ידועה שקוראים לה בעיית ה-SLAM, או Simultaneous Localization and Mapping. השאלה הזאת רלוונטית גם למוח ולא רק לרובוטיקה – איך אנחנו יכולים לייצר ייצוג של מפת הסביבה ובמקביל לייצר ייצוג של המקום שלנו בתוכו. ידוע כבר שנים רבות שניתן לשחזר את המקום של העכבר מתוך פעילות תאי המקום שלו. מאידך, הבעייה ההפוכה לא פתורה – האם ניתן לשחזר את מפת הסביבה מתוך הפעילות המוחית? זו בדיוק מטרת הפרוייקט הזה – אנו נרשום פעילות של מאות תאי מוח במקביל בזמן שעכברים מנווטים בסביבות מורכבות, וננסה לשחזר את מפת הסביבה מתוך הפעילות המוחית. זה יאפשר לנו להבין נדבך חשוב נוסף בקשר בין המוח לעולם שסביבו.
כתובת מייל: פרופ’ דורי דרדיקמן derdik@technion.ac.il


מחקר בנושא הבסיס של הגנטי של מחלות נדירות

ד”ר קארין ויס
מחלקה: מכון גנטי רמב”ם

תחומי העניין של המעבדה: איתור הגורם הגנטי למחלות נדירות נוירו-התפתחותיות לא מאובחנת ושיפור המעקב והטיפול בחולים.
הפרויקט המוצע: השתלבות בפרויקטים העוסקים בהבנת הגורם הגנטי בחולים עם מחלות נדירות כולל בדיקות גנטיות חדשניות, ביואינפורמטיקה, אנליזה של רנא וחלבון בתאי החולה, יצירת מודל חיה ועוד.
כתובת מייל:k_weiss@rmc.gov.il


תפקידם של תעלות סידן בבקרת מערכת החיסון

ד”ר רז פלטי
מחלקה: ביוכימיה
מעבדת המחקר מתמחה במנגנוני העברת סיגנל תאיים המעורבים בהתפתחות סרטנית ובפעילות מערכת החיסון. אנו חוקרים כיצד אורגנלות תוך תאיות מתקשרות על מנת לווסת את עוצמת, משך ודפוס סיגנל הסידן התוך תאי וכיצד פעילות זו משתתפת בתהליכים סרטניים ובמחלות של חסר-חיסוני. בנוסף, המעבדה עוסקת בפיתוח שיטות חדשניות המבוססות על פוטו-פרמקולוגיה ופוטו-גנטיקה לשליטה על פעילות אנטי סרטנית של מערכת החיסון.
הפרויקט המוצע: פעילותם של חלבוניSTIM1 ו- ORAI1 נחוצה לשפעול של לימפוציטים באדם ומוטציות שונות בגנים המקודדים לחלבונים אלו עומדות בבסיס סינדרום נדיר של חסר-חיסוני קשה. הפרויקט יעסוק בהבנת המנגנון שדרכו שני החלבונים מתקשרים זה עם זה על מנת ליצור אותות סידן בלימפוציטים.

כתובת מייל:razpalty@technion.ac.il

 


גישה חדשה לטיפול בפיברוזיס המחלקה לגנטיקה וביולוגיה התפתחותית

המעבדה של ד”ר חגי וולפנזון , המעבדה של פרופ’ פלג חסון
המחלקה לגנטיקה וביולוגיה התפתחותית
תחומי העניין של המעבדות: המעבדה של פרופ’ פלג חסון עוסקת במנגנונים של בניית רקמות ע”י שימוש במודלים של התפתחות עוברית בעכברים; המעבדה של ד”ר חגי וולפנזון עוסקת במכאנו-ביולוגיה של תאים ע”י שימוש בשיטות חדשות בביופיזיקה ומיקרוסקופיה מתקדמת.
הפרויקט המוצע: בפרויקט משותף בין שתי המעבדות גילינו לאחרונה מנגנון חדש של בקרה אנזימטית על בניית מטריקס חוץ-תאי. למנגנון זה , אשר לא היה ידוע עד כה, ישנן השלכות עצומות על הדרך בה רקמות נבנות, והדרך בה תיקון פצעים מתבצע. מבחינה קלינית, תיקון פצעים לא תקין מוביל למצב של פיברוזיס (צלקת רקמתית) – תופעה המעורבת בכ-45% ממקרי המוות כל שנה, אשר אין לה טיפול תרופתי יעיל. כחלק מהפרויקט, הסטודנטית/סטודנט תיקח/יקח חלק בפיתוח של שיטה חדשה לטיפול בפיברוזיס המבוססת על תוצאות המחקר הנ”ל. הפרויקט יכלול עבודה עם תאים, מיקרוסקופיה ועבודה מולקולרית.
כתובת מייל: haguyw@technion.ac.il; phasson@technion.ac.il


 רשתות בקרה של הומאוסטזיס חלבונים בסטרס ובמחלות נוירודגנרטיביות

פרופ״ח רעות שלגי
מחלקה: ביוכימיה
מעבדת שלגי חוקרת בקרות של הומאוסטזיס חלבונים בתאי יונקים, בגישה של ביולוגיה מערכתית (systems biology), המשלבת כלים מולקולארים, חישוביים, סריקות    וטכנולוגיות כלל גנומיות חדישות, כדי להבין לעומק
רשתות בקרה ברמת השיעתוק, splicing, תרגום, וקיפול חלבונים. אנו שואלים/ות כיצד רשתות אלו מותאמות לאפשר אדפטציה תאית לתנאים של סטרס, ומה משתבש במחלות נוירודגנרטיביות.
לאחרונה זיהינו במעבדה מנגנונים ייחודיים לסוג של ALS הנגרם על ידי אגרגציה של החלבון FUS, והצלחנו לאפיין חלבונים המסוגלים למנוע כמעט לחלוטין את האגרגציה. זהו צעד ראשון בדרך לזיהוי הכלים הספציפיים המאפשרים לנו להילחם במחלה זו.

 

 

הפרויקט המוצע:
מעבדתנו מציעה שני סוגים של פרויקטים:
בקרת ביטוי גנים במחלת ה-ALS

פרויקט חישובי:  מטרת הפרויקט היא להשתמש בכלים של ביולוגיה חישובית, data analysis וניתוח של Big data, על מנת לזהות שיבושים בבקרת ביטוי גנים במחלת ה-ALS.

הסטודנט/ית ת/ילמד להשתמש בשיטות של data analysis, כדי להגיע לתובנות חדשות לגבי המנגנונים המעורבים במחלה.

שיבושים במסלולי תגובה לסטרס במחלת ה-ALS
פרויקט מולקולארי: הפרויקט יתמקד בחקר של מנגנונים מולקולאריים בסיסיים במסלולים של תגובה לסטרס, ומטרתו להבין כיצד אילו משתבשים במחלת ה-ALS, בהתמקדות על אגרגציה של חלבוני המחלה.
פרויקטים אלו ישתלבו בסדרה של פרויקטים המובלים על ידי סטודנטים/ות במעבדה, המכוונים לפיצוח המנגנונים המשתבשים ב-ALS, תוך ראיה כלל מערכתית במטרה לתקוף את תהליכי האגרגציה, ולמנוע אותם.

כתובת מייל: reutshalgi@technion.ac.il


 

מנגוני אלימות מולקולריים בזיהומי מיקובקטריה

ד”ר מאיר מיכל

מחלקה: מעבדה לחקר מיקובקטריה, היחידה למחלות זיהומיות בילדים, מכון המחקר ברמב”ם Clinical Research Instuitute at Rambam CRIR

תחומי העניין של המעבדה: חיידקי מיקובקטריה גורמים לזיהומים ריאתיים הרסניים, המלווים בתחלואה קשה ושיעורי תמותה גבוהים. לחיידקים אלו יכולת לחמוק ממערכת החיסון ולסגל עמידויות לאנטיביוטיקות, ועל כן גורמים לזיהומים כרוניים, ועמידים לטיפול. על מנת לפתח תרופות ודרכים שונות להתמודד עם זיהומים אלו, נדרשת הבנה מעמיקה של הפתוגנזה, תגובת מערכת החיסון וכן התגובה של חיידקים אלו לטיפולים תרופתיים. המעבדה חוקרת מנגוני אלימות מולקולרים של חיידקי מיקובקטריה ומפתחת מודלים מתקדמים להדמייה ופיתוח טיפולים חדשניים בזיהומים אלו.

הפרויקט המוצע: מדובר בפרויקט תרגומי המחבר את הגנטיקה החיידקית לקליניקה בפועל. מטרת המחקר לזהות את הגנים האחראים לאלימות על מנת לשפר את הטיפול הקיים, ולזהות יעדים חדשים לפיתוח תרופות אנטיביוטיות. כחלק מפרויקט נרחב בשיתוף עם מעבדת המיקובקטריה הארצית של קופת חולים כללית, ייסקרו חיידקי מיקובקטריה לגנים המשוייכים לאלימות ועמידות לאנטיביוטיקה. הממצאים הגנטיים יושוו לנתונים קליניים בחולים מהם בודדו החיידקים, על מנת לקשר בין הגנוטיפ החיידקי להסתמנות הקלינית.

כתובת מייל:  mi_meir@rambam.health.gov.il


איפיון תאי דלקת בכיח עם מחלות דרכי אויר דלקתיות

ד”ר מיכל שטיינברג , ד”ר אמיר גראו
מחלקה: מכון ריאות  מרכז רפואי כרמל ומרכז תשתיות ביורפואי

מכון הריאות בכרמל עוסק במחקר קליני בחולים עם מחלות ריאה דלקתיות כרוניות- סיסטיק פיברוזיס, ברונכיאקטזיות וזיהומים מיקובקטריאליים.
מרכז תשתיות ביורפואי מהווה מרכז ידע ומכשור טכנולוגי מתקדם החיוני לחקר מגוון שאלות ביולוגיות ורפואיות. מכשיר הCyTOF היא טכנולוגיה חדשנית, יחידה מסוגה, המאפשרת מדידה של פרמטרים רבים ברמת התא הבודד ומאפשרת כך לאפיין את תאי מערכת החיסון; פעילותם ותיפקודם.
הפרויקט המוצע: מחלות דלקתיות של דרכי האויר מתאפיינות בריבוי תאי דלקת בליחה. בברונכיאקטזיות וסיסטיק פיברוזיס קיים ריבוי נויטרופילים, אולם קיימת תת קבוצה של חולי ברונכיאקטזיות עם ריבוי אאוזינופילים בכיח. קיימות קבוצות שונות, כמו חולים במחלות דיכוי חיסוני, חולים עם מחלות דלקתיות (מפרקים או מחלות מעי דלקתיות) אשר תאי הדלקת בכיח שלהם לא אופיינו. שיטת ה CyTOF מאפשרת זיהוי תאי דלקת בכיח  וחלוקתם לתת קבוצות, ואף זיהוי ציטוקינים תוך תאיים.(תמונה)
בפרוייקט המחקר המוצע נדגום תאי דלקת בכיח של מטופלים עם מחלות דרכי אויר דלקתיות כרוניות- סיסטיק פיברוזיס וברונכיאקטזיות מאטיולוגיות שונות, ונבצע אנליזה בשיטת CyTOF של תאי הדלקת בכיח שלהם.

הסטודנט ישתלב באיתור המטופלים, עיבוד הדגימות וניתוח התוצאות.
כתובת מייל: michalsh@technion.ac.il; amirgrau@technion.ac.il


אבולוציה של רשתות בקרה גנטיות

מעבדת פרגר-בן נון
מחלקה: גנטיקה וביולוגיה התפתחותית

תחומי העניין של המעבדה: המעבדה עוסקת בשאלות היושבות על הצומת בין ביולוגיה התפתחותית, בקרה גנטית ואבולוציה. אנחנו חוקרים את המנגנונים הגנטיים, המולקולריים וההתפתחותיים שיוצרים את המגוון הביולוגי המדהים הקיים בטבע. באופן ספציפי יותר, אנחנו מנסים להבין כיצד שינויים גנטיים ברצפי בקרה בגנום מובילים לשינויים אבולוציוניים בין מינים קרובים של זבובים.

הפרויקט המוצע: כיצד שינויים בגנום מובילים לאבולוציה של מבנים מורכבים? אנו משתמשים בשיטות גנומיות  מתקדמות של  single-cell RNA sequencing, סריקות גנטיות ועריכה גנטית ע״י CRISPR/Cas9 ע״מ לזהות גנים ורצפי בקרה המשתתפים בהתפתחות ובאבולוציה של מבנים מורכבים בזבובי פירות.
כתובת מייל: pregere@technion.ac.il



The Molecular Machines laboratory

 Associate Professor Oded Lewinson.
Our lab is interested in how molecular machines are built and how they work.
We are especially interested in molecular machines that are important for cancer
multidrug resistance and for bacterial pathogenesis. We harness
this knowledge to identify new targets for drug development.
For example, in 2018 our lab received the NATO Prize for Peace and Security
following our discovery that zinc can be used as a highly effective inhibitor of an essential
virulence factor of Anthrax (shown here on the right).

 

 

 

 

 


 

the Lab of Epithelial Stem cells & Pathophysiology

Ruby Shalom-Feuerstein

Stem cells possess an extraordinary ability to renew our tissue under homeostasis and following injury. Despite decades of research, fundamental features of stem cells remained under debated or unknown. For example, the prevalence of stem cells, their regulation by the niche and their self-renewal pathways are not clear. Furthermore, the mechanisms by which stem cell failure results in various pathologies including cancer is poor understood.

Our group has developed advanced mouse genetic models for recording the lifetimes and progeny of stem cells in the cornea and skin of live animals. This unique in vivo system exposes the dynamics of regeneration by stem cells, the interactions of stem cells with their local niche, and stem cell failure in pathology. We investigate the molecular mechanisms that underlie normal and mutated stem cell function and the remarkable rejuvenation of the stem cell compartment following total stem cell loss. Finally, to we employ human pluripotent stem cell differentiation for modeling skin and corneal genetic disease and explore novel therapeutic approaches.

Email: SHALOMFE@TECHNION.AC.IL


Genetics and Developmental Biology

 Laboratory of Prof. Tom Schultheiss

 Formation of the Ventral Body Wall in the Developing Embryo
Fields of Interest of the Laboratory:  The lab investigates basic questions in embryonic development, using a broad range of molecular, microscopic, and biophysical approaches, and using the chicken embryos as a model system.  We currently focus on the field of morphogenesis:  how tissues, organs, and the embryo as a whole arrange their cells into specific shapes and structures.

Description of Project:  The chicken embryo (as well as the human) starts out as a flat disk of cells.  This disk folds in order to form a closed gut tube (digestive system) and the ventral side of the body (the belly side).  Problems in the folding process are a common cause of birth defects of the intestines and the body wall.  The student will join an ongoing project that investigates the mechanisms of body wall folding, using a variety of molecular, microscopic, and biophysical approaches.  The project is particularly suitable for students who are comfortable with physics and mechanics, and are interested in potentially working at the interface of biophysics and biology.

Email:  tschulth@technion.ac.il

 


 

Neurotransmitters and their precursors in the regulation of neurodevelopment and behavior

Prof. Herman Wolosker

The top panel shows the presence of a new
amino acid transporter (purple) at the blood
vessels of the blood-brain barrier.
The second panel shows brains of mice in
which this transporter was removed.
The third panel shows smaller synapses
(fewer synaptic vesicles – blue and smaller postsynaptic areas – yellow)
in the knockout mice, which have smaller brains,
altered behavior and developmental problems caused
by the altered amino acid transport across the blood-brain barrier.

Lab Pi: Prof. Herman Wolosker– Department of Biochemistry, e-mail:hwoloske@technion.ac.il

Our laboratory is interested in novel neuromodulators and mechanisms that influence the formation of new neurons (neurogenesis) and synapses in the brain. Some of the genes we work are involved in Microcephaly and mental disability in children.
The project will characterize the neurochemistry, behavior, and metabolism of new mouse models that we have developed and expect to exhibit altered brain development.


Development of genetically encoded toxins for preventing neuronal degeneration

PI- Shai Berlin- Berlin Lab
Dept. Neuroscience

We focus on building tools and methods to non-invasively study and manipulate brain function at various scales: from whole brain imaging to manipulations of specific ion channels at the sub-cellular level.

 shai.berlin@technion.ac.il

Join Us!!


The australopithecine brain: implications for human brain evolution

Assaf Marom, MD PhD-Biological Anthropology

About the lab

Figure 1. The facial skeleton (left), cranial vault (middle), and mandible (right) of DNH7.

The Biological Anthropology Lab focuses on the evolutionary processes by which the body of modern human beings developed from now extinct primates over the last 6 million years. As such, our research questions mainly pertain to the evolution of the masticatory system, bipedal gait, and the brain. Some projects at the lab are confined to these topics, others span a few. The lab integrates the classical methods of anatomy with geometric morphometrics and finite-element analysis in comparative anatomical context.

About the project

DNH7 (figure 1) is an adult cranium and mandible from the Drimolen site (South Africa) dated ~2 million years before present that was identified as a presumptive female of Australopithecus robustus. The proposed study aims to provide a detailed comparative description of the endocranial neuroanatomy as an approximation of the brain.

Email: assafma@technion.ac.il