נא להכיר: ד"ר אסף גל

חומרים מהים

english

חוקרים חדשים

תאריך: 12 מרץ, 2018
מקור: 
WEIZMANN MAGAZINE VOL. 13
Dr. Assaf Gal

Dr. Assaf Gal

ד"ר אסף גל מוקסם מיופיו המורכב של הצדף העדין שיוצרות אצות ימיות באמצעות מינרליזציה.

"המינרלים שיצורים חד-תאיים פשוטים יוצרים ממי ים עולים בביצועיהם על כל מינרל סינתטי מעשה ידי אדם, וברצוננו לדעת כיצד הם עושים זאת", אומר ד"ר גל מהמחלקה למדעי הצמח והסביבה, שלמחקרו יש השלכות אפשריות על ההתחממות הגלובלית, על הרפואה ועוד.

קוקוליטופורים (Coccolithophore) – משפחה דומיננטית של אצות ימיות – בנויות ממבנים משוכללים של סידן פחמתי, בעוד שהדיאטומיאות (diatoms, צוֹרָנִיּוֹת), אצה נפוצה אחרת, יוצרות את מבני הפלא הגאומטריים מצורן דו-חמצני. שתי משפחות אלה של יצורים חד-תאיים ממלאות תפקיד חשוב במערכת האקולוגית הימית ויחדיו הן אחראיות על כמחצית מכלל הפוטוסינתזה של כדור הארץ. כמו כן, יש להן תפקיד חיוני במחזור הפחמן העולמי והן אבני הבניין של סלעי משקע שיצרו ימים קדמוניים.

ד"ר גל חוקר כיצד יצורים זעירים אלה יכולים לבנות מבנים כה מורכבים ומאורגנים במדויק. תהליך הביומינרליזציה – כלומר, הקשיית המינרלים – כולל שליטה ביולוגית מדויקת ביצירה של גבישים ובגדילה של צדפים או עצמות. עם זאת, הניסיון לעקוב אחר תהליך הביומינרליזציה בתאים חיים הוא מאתגר ביותר, מכיוון שלעתים קרובות התהליכים הביומכניים מתרחשים בתוך התאים, ושיטות הדימות והשיטות האנליטיות הרגילות אינן מתאימות למחקר של שלבים מינרליים לא-יציבים, מסיסים וקצרי חיים המתרחשים בתהליך מתמשך.

ד"ר גל מנצל את היתרון של ההתפתחות המהירה של כלים חדשים בביולוגיה המולקולרית ויכולות דימות משופרות. באמצעות מיקרוסקופים אלקטרוניים רבי-עצמה הוא עוקב אחר הנתיבים התאיים המובילים להצטברות של סידן בקוקוליטופורים ושל צורן בדיאוטומיאות. במהלך עבודת הפוסט-דוקטורט שלו במכון מקס פלנק שבגרמניה, הוא גילה אברון שקודם זכה להתעלמות, שבו הסידן מאוחסן במאגרים תוך-תאיים בקוקוליטופורים. גילויו של האברון עזר למלא את אחד הפערים בהבנת האופן שבו אצה חד-תאית זו הופכת מי ים למבנים מינרליים משוכללים.

מעבר ליופי

מחקרים רבים בתחום ההתחממות העולמית מתמקדים בשוניות האלמוגים הצבעוניות, אך בניגוד לאצות הימיות, שוניות אלה הן רק חלק זעיר מהמערכת האקולוגית של האוקיינוס. ד"ר גל אומר כי "דרך הבנת השפעות ההתחממות או ההחמצה של מי הים על הדיאטומיאות והקוקוליטופורים ניתן להגיע לתובנות גדולות אף יותר". אלה הם חלק מהאתגרים שעליהם הוא מתכנן לעבוד במעבדתו החדשה במכון וייצמן.

מעבר ליופי האינהרנטי שלהן ולתפקיד העולמי שממלאות הדיאטומיאות במערכת האקולוגית, המדענים מתחילים למצוא יישומים חדשים למבני הסיליקה המהונדסים-ביולוגית הללו. למשל, באמצעות כליאת אנזים או תרופה בתוך צדף של דיאטומאיה ניתן יהיה לייצר בעלות נמוכה מערכת יציבה מאוד למתן תרופות. בינתיים, גם כימאים מתחילים לחקור מבנים מורכבים מסיליקה וסידן פחמתי כמו משטחים מֶזוֹפּוֹרִיִים (מכילים נקבוביות) בקוטר של 2-50 ננומטר (מיליארדית המטר) שעליהם ניתן לבצע תגובות קטליטיות (תגובות כימיות של זרזים) יעילות ביותר. מבנים ביומינרליים נחקרים גם בשל תכונותיהם האופטיות והאלקטרוכימיות.

ד"ר גל נולד בירושלים. הוא סיים תואר ראשון בהצטיינות יתרה (magna cum laude) בגאולוגיה באוניברסיטת בן-גוריון בנגב בשנת 2008. הוא השלים את התואר השני (MSc) ב-2010 ואת התואר השלישי (PhD) במחלקה לביולוגיה מבנית במכון ויצמן ב-2014, בעבודה משותפת עם פרופ' ליה אדדי ופרופ' סטפן ויינר. משנת 2014 ועד להצטרפותו למחלקה למדעי הצמח והסביבה במכון ויצמן בפברואר 2017, ד"ר גל חקר ביומינרליזציה באצות במסגרת מחקר פוסט-דוקטורט במכון מקס פלנק שבגרמניה.

הוא זכה במספר פרסים מחלקתיים על הצטיינות כבוגר באוניברסיטת בן-גוריון שבנגב. הוא קיבל את מלגת קרן קלור לסטודנטים מצטיינים לתואר שלישי (2014-2011) והוזמן להשתתף כסטודנט במפגש לינדאו ה-63 עם חתני פרס נובל בשנת 2013. עם סיום לימודיו הוענק לו פרס הצטיינות לזכר שמעון רייך מטעם מדרשת פיינברג שבמכון ויצמן. בשנים (2016-2015) קיבל ד"ר גל את מלגת אלכסנדר פון הומבולדט למחקר פוסט-דוקטורט.

Dr. Assaf Gal is supported by the Laurie Kayden Foundation, The Henry Krenter Institute for Biomedical Imaging and Genomics, the Lerner Family Plant Science Research Endowment Fund, the Estate of Helen Nichunsky, the Ida Rosenman Sands Family Trust, and the Barbra Streisand Foundation.