ד"ר גרבר דורון

ד"ר
מרצה בכיר
ד"ר דורון גרבר
דוא"ל: 
טלפון: 
מיקום: 

מחקר

השימוש בטכנולוגיה המיקרופלואידית במחקר הביולוגי


שטחי מחקר רבים, כגון הביולוגיה המערכתית, דורשים פיתוח והטמעה של טכנולוגיות חדשות המאפשרות תפוקת מידע גבוהה ויכולת מדידה מדויקת של מערכות גדולות. אחת הטכנולוגיות החדישות הנותנות מענה לדרישות אלו היא הצ'יפ המיקרו-פלואידי (microfluidics) המאפשר ביצוע מערכי ניסוי בעלי תפוקת נתונים גבוהה כגון: סקירה של נתונים ביוכימיים, ביופיזיקליים ותאיים. הצ'יפ המיקרופלואידי המשולב (microfluidic large-scale integration) מכיל מערך מיקרופלואידי בשילוב עם אלפי שסתומים מיקרו-מכנים ומשמש ביעילות במגוון שיטות המחקר הביולוגיות הקלאסיות כדוגמת, שיבוט, PCR, יצירת חלבונים In-Vitro, סקירת תרופות, סינטזה של מולקולות קטנות, מחקר אינטראקציות בין חלבונים וקריסטלוגרפיה. השימוש בצ'יפ בשיטות אלו מקצר באופן משמעותי את זמן הריאקציה, מעלה את הרגישות, מאפשר ביצוע של מספר רב של ריאקציות בו זמנית וכמובן, מפחית את כמויות הריאגנטים הנדרשים לניסוי ובכך מצמצם באופן משמעותי את עלויות הניסוי.

אחת האפליקציות המבטיחות ביותר של הטכנולוגיה המיקרו-פלואידית כוללת שימוש בפלטפורמה זו כדי לסרוק רשתות של אינטראקציות בין חלבונים בשיטה הנקראת PING) (protein interaction network generator . בשיטה זו משתמשים במתקן הכולל אלפי תאי ריאקציה אשר מתוכנתים בנפרד באמצעות שימוש בטכנולוגית ה - microarray. הצמדה של מתקן מיקרו-פלואידי לצי'פ microarray יוצרת בכל תא מערכת נפרדת המכילה חומר בודד שיכול להיות חלבון, DNA, מולקולות קטנות (אפילו ננו-חלקיקים) או מספר חומרים בעלי אינטראקציה משותפת, שהודפסו בתא. באופן זה ניתן להריץ על אותו צ'יפ מספר רב של ריאקציות מבלי שתהיה אינטרקציה בין ריאקציה אחת לשניה.


במעבדתינו מעוצבים מתקנים מיקרו-פלואידיים משולבים המאפשרים בחינת האינטראקציות בין חלבון מוגדר לספריית חלבונים, DNA או RNA. אנו מעוניינים לחקור כיצד נגיפים "חוטפים" את התא המאכסן ומשתלטים על המערכות התאיות. כדי לענות על שאלה זו אנו מנסים ליצור מתקן מיקרופלאידי משולב בו יבוטא חלק נכבד מהפרוטאום האנושי ויאפשר מיפוי של אינטראקציות עם חלבונים ויראליים. הצ'יפ המיקרופלואידי הנ"ל ישמש למספר מחקרים:


1. סריקת האינטראקציות בין החלבונים האנושיים לחלבוני נגיף ה - Hepatitis C (HCV): נגיף זה הינו בעל RNA חד גדילי המקודד לפולי פרוטאין גדול שנחתך ל- 10 חלבונים, מבניים ולא מבניים. כל ששת החלבונים הלא מבניים חיוניים לתהליך השכפול של הנגיף ולפיכך גילוי האינטראקציות שלהם עם חלבוני המאכסן יכול לעזור במציאת אתרי מטרה לתרופות חדשות.


2. בחינת תהליך הדה-מתילציה בגנום האנושי: למתילציה של DNA חלק חשוב בתהליכים תאיים רבים באקריוטים ובפרוקריוטים. באקריוטים עילאיים, מתילציה של CpG ידועה כמעורבת בהתמיינות תאים ובביטוי חלבונים. על אף שהרצפים המקודדים לחלבונים האחראיים למתילציה הופקו ושובטו, התהליך האנזימתי האחראי לדה-מתילציה עדיין אינו מובן ברובו. אנו מקווים שבאמצעות הטכנולוגיה המיקרו-פלואידית נוכל להבין תהליך זה.


3. הגדרת רצף ה- DNA שאליו נקשרים חלבונים ספציפיים ועוצמת הקישור: למטרה זו פיתחנו מערך רצפי DNA המכסה את כל שמיניות הנוקליאוטידים האפשריים. באמצעות שילוב מערך זה עם מתקן מיקרו-פלואידי אנו יכולים למדוד באופן איכותי וכמותי את הקשר בין חלבונים שונים ל- DNA.


מחקרים אלו יעזרו להבנת תהליכים ביולוגיים מורכבים אלו והינם בעלי השלכות קליניות נרחבות.