נא להכיר: ד"ר אפרת שמע

במעמקיו הננוסקופיים של גרעין התא האנושי, כרוך ומהודק גדיל די-אן-אי שאורכו שני מטרים סביב נוקלאוזומים כדוריים (קומפלקסים בגרעין התא שמפקחים על בקרת גנים ובנויים מדי-אן-אי ומארבעה זוגות חלבונים המכונים היסטונים) מדענים רבים משקיעים מאמצים בהבנת הנוקלאוזומים האלה, בידיעה שעשוי להיות להם תפקיד חשוב בוויסות של ביטוי גנים ובהתפתחות של מחלות כגון סרטן.

ד"ר אפרת שמע מהמחלקה לבקרה ביולוגית במכון ויצמן למדע עובדת עם חלבוני היסטון שמהם מורכבים נוקלאוזומים אלה, האחראים לדחיסה ולארגון של גדילי די-אן-אי. מכיוון שחלבונים אלה עוברים שינויים, ביכולתם להשפיע על נגישותם של אזורים שונים בדי-אן-אי ולהכתיב אלו גנים יזכו לביטוי. שינויים כאלה הם חלק חיוני ממערכות הוויסות הקובעות את האופן שבו תאי גזע מתמיינים לתאים מתמחים, תאי סרטן מתחמקים מכימותרפיה וגידולים שורדים. "הדי-אן-אי זהה בכל התאים שלנו", מסבירה ד"ר שמע, "אבל התאים שונים זה מזה".

במהלך עבודת הפוסט-דוקטורט שלה, פיתחה ד"ר שמע שיטה מהפכנית המסוגלת לתעד את המיקום ומצב השינוי של כל היסטון באמצעות נוגדנים מסומנים פלורסנטית וסוג של טכנולוגיה הנקראת מיקרוסקופיית TIRF (single-molecule total internal reflection microscopy).

בשילוב עם שיטת ריצוף די-אן-אי של מולקולה יחידה, חשפה גישתה את השינויים המתרחשים באלפי היסטונים בודדים. ההתמקדות במנגנון בסיסי זה רלוונטית במיוחד למדע כיום, בשל המעורבות של חלבונים אלה בהתפתחות מחלות. "למשל, ליותר ממחצית סוגי הסרטן יש מוטציות ידועות בגנים המקודדים חלבונים אשר מווסתים דחיסת די-אן-אי", היא מסבירה.

ד"ר שמע מתכוונת להמשיך לחקור מנגנונים בסיסיים כאלה של ביולוגיית הסרטן וכן לפתח כלים חדשים, אשר לשאיפתה "יסללו את הדרך לגילוי דברים חדשים". בין תכניותיה נכללת יצירת המפה הכלל-גנומית הראשונה בעולם שמציגה שינויים צירופיים בהיסטון ובדי-אן-אי. מפה כזו יכולה לספק תובנות לשינויים אפיגנטיים – השינויים המשפיעים על פעילות הגן בלי לשנות את רצף הדי-אן-אי – המעורבים בהתמיינות של תאי גזע ובתאי סרטן.

ד"ר שמע גם מתכננת לנתח את הדפוסים של שינויים אפיגנטיים בגליומה בילדים, סרטן מוח מסוג המאופיין בהופעה של מוטציות רבות בגנים המקודדים להיסטונים. מטרה נוספת של מעבדתה היא לבדוק נוקלאוזומים נטולי תאים המסתובבים במחזור הדם, שעדיין קשה למדענים לגלות באיזו רקמה מקורם. ד"ר שמע מקווה שעבודתה תוביל לבדיקה חדשה שתצליח להתגבר על מחסומים אלה ושבאמצעותה ניתן יהיה לגלות מוקדם סוגים שונים של סרטן.

ד"ר שמע אומרת כי "בעולם המדעי שעדיין מושפע מהטיה מגדרית, חיוני שכל הבנות יקבלו הזדמנויות כמו שאנו קיבלנו כדי לעסוק במסלולי הקריירה שאליהם הן שואפות מגיל צעיר". כמוה, גם אחותה התאומה, ד"ר רעות שמע, מחזיקה בתואר דוקטור מטעם מכון ויצמן.

היא מוסיפה, שהדלק שהזין את התקדמותה במסלול של קריירה מדעית בצעירותה היה תפיסת חיים זו, יחד עם סקרנותה ונטייתה לביולוגיה. אמנם, היא השתעשעה ברעיון של התמקצעות בתחום המוזיקה כפסנתרנית, אך בסופו של דבר, בחרה להמשיך ללמוד מדעים, אחרי שהתמקדה בלימודי ביולוגיה בתיכון.

"אני אוהבת את תהליך המחקר ושאילת השאלות, תכנון השערות וניסויים שיבחנו אותן ", היא אומרת. "כשעושים מחקר ממשיכים להתפתח".

ד"ר שמע נולדה וגדלה ברחובות. היא קיבלה תואר ראשון (BSc) במדעי החיים מהאוניברסיטה העברית בירושלים ב-2005, וסיימה תואר שני (MSc) ושלישי (PhD) במכון וייצמן ב-2007 וב-2012 בביולוגיה מולקולרית של התא בהנחיית פרופסור משה אורן. בשנת 2012 עברה לבוסטון במסגרת מלגת פולברייט, וביצעה עבודת פוסט-דוקטורט בהנחיית ד"ר ברדלי ברנשטיין בבית החולים הכללי של מסצ'וסטס, בבית הספר לרפואה של הרווארד ובמכון ברוד (Broad) של MIT והרווארד.

במהלך לימודי הדוקטורט שלה במכון ויצמן, ד"ר שמע קיבלה את מלגת אדמס היוקרתית מטעם האקדמיה הלאומית הישראלית למדעים, את פרס אוטו שוורץ על הצטיינות ואת פרס אונסקו-לוריאל הלאומי לנשים צעירות במדעי החיים. כבוגרת האוניברסיטה העברית, ד"ר שמע השתתפה בתכנית הלאומית "אמירים" לסטודנטים מצטיינים ומדי שנה קיבלה פרס מצטיינת דיקן.

Dr. Efrat Shema is supported by The Benoziyo Fund for the Advancement of Science and The Willner Family Center for Vascular Biology.