השקפת עולם מגנטית

 

השנים חולפות, שנה עוברת, אבל התהודה המגנטית הגרעינית לעולם נשארת. הנה, למשל, פרופ' שלמה אלכסנדר ושאול מיבום בנו במכון, בשנות ה-50, את אחד הספקטרומטרים לתהודה מגנטית גרעינית (NMR, תמ"ג) בכושר הפרדה גבוה,מהראשונים בעולם. בינתיים חלפו שנים והתהודה המגנטית הגרעינית נעשתה אחת מהטכנולוגיות הנפוצות ביותר בתחומים רבים, מרפואה ועד חקר חומרים, ובכל זאת,היא עדיין מהווה - בעת ובעונה אחת –נושא למחקר וכלי מרכזי לביצוע מחקרים בחזית המדע העולמית.

 

התהודה המגנטית גרעינית "רואה את העולם" מבעד למשקפיים מגנטיים. כלומר,מבחינתה, כמעט כל אטום הוא בבחינת מגנט זעיר שאפשר למדוד את כיוונו ואת עוצמת השדה המגנטי שלו; וכל מולקולה היא אוסף של מגנטים זעירים (אטומים). מדענים המשתמשים בתמ"ג לחקר המבנה והתכונות של מולקולות שונות, מתבססים על מדידת התכונות המגנטיות של האטומים המרכיבים אותן, ועל חישוב יחסי הגומלין ביניהם. לשם כך הם חייבים לבנות מערכות תמ"ג ייחודיות וליצור תוכנות שמסייעות להם בסידור וארגון "ים הנתונים" שהמערכת אוספת על המולקולה ומרכיביה.זה בדיוק מה שעושה פרופ' לוסיו פרידמן, שהצטרף באחרונה למחלקה לפיסיקה כימית במכון ויצמן למדע, כפרופ' מן המניין.

 

פרופ' פרידמן נולד בארגנטינה, וקיבל תואר דוקטור מאוניברסיטת בואנוס איירס. בתקופת לימודיו ביצע חלק ממטלותיו במכון ויצמן למדע, במעבדתו של פרופ' שמעון וגה. לאחר שביצע מחקר בתר-דוקטוריאלי באוניברסיטת קליפורניה בברקלי, הצטרף כפרופסור לאוניברסיטת אילינוי בשיקאגו. בשנת 1998 שהה במכון בשנת שבתון, ולפני חודשים אחדים עלה עם משפחתו לארץ והשתקע במכון. פרופ' פרידמן משתמש בתמ"ג לפיתוח ספקטרו-סקופיה למדידת המבנה הגיאומטרי של ביומולקולות דוגמת DNA, RNA ופולימרים בעלי ביצועים גבוהים(חוזק עמידה בחום וכו'). הכרה מדויקת של מבנה הביומולקולות מסוג זה דרושה לפיתוח רפואה מתקדמת. הבנת המבנה והחוקים השולטים בעולמם של ביופולימרים ופולימרים בכלל, עשויה גם להוביל לפיתוחים מדעיים ותעשייתיים רבים ולשיפור ניכר של חומרים אלה.

 

מחקריו של פרופ' פרידמן מתמקדים בניסיון למפות במדויק את האתרים על מולקולות הפולימר ועל פולינוקליאוטידים,שאליהם נקשרים יוני מתכת (סודיום,אשלגן, ליתיום, קובלט, מגנזיום). המחקר מבוצע בפועל על מולקולות RNA המורכבות מרצף של ארבעה סוגי נוקליאוטידים, וגם על קבוצות שונות של מערכות סינתטיות.מערכות התמ"ג המחקריות שבונה פרופ' פרידמן בוחנות בעת ובעונה אחת את הפולימר, למשל RNA, את יון המתכת הנקשר למולקולה, ואת יחסי הגומלין המגנטיים והחשמליים שביניהם, המשפיעים על המרחק המדויק שביניהם.

 

בימים אלה עוסק פרופ' פרידמן בשיפור המערכת, במטרה להגביר את יכולתה לפעול בדייקנות, כך שתהיה מסוגלת להבחין בין האותות שבין אטומים צמודים, ולזהות מרכיבים של קבוצות של אטומים. במסלול אחר הוא מקווה להשתמש במערכת זאת להבנת ההשפעה של מיקום האתרים קושרי המתכות על תפקודיהם של אנזימים וקטליזטורים שונים. הבנות אלה עשויות לפתוח דרכים חדשות, הן בעולם הביוכימיה המתקדמת, והן בתחומי תעשייה שונים.