דברים שרואים מכאן

מדעני המכון פיתחו שיטת מיקרוסקופיה חדשה, תוך יישום שיטה שלפני כן נחשבה לא ישימה בדגימות ביולוגיות: הם התאימו מיקרוסקופ אלקטרונים סורק-חודר לעבודה עם דגימות קפואות.

כראש היחידה למיקרוסקופיה אלקטרונית במכון ויצמן למדע, מדענית הסגל ד"ר שרון וולף עובדת עם מדענים רבים מהמכון בתחומי מחקר שונים ומגוונים. שיתופי פעולה אלה מניבים מסקנות מבניות חשובות. בשנת 2014 שילבו ד"ר וולף, פרופ' מיכאל אלבאום מהמחלקה לחומרים ופני שטח במכון, ומדען הסגל ד"ר לותר הובן, גם הוא מהיחידה למיקרוסקופיה אלקטרונית, שתי שיטות מיקרוסקופיה נפרדות, ופיתחו שיטה אשר בוחנת דגימות ביולוגיות בדרכים חדשות. השיטה החדשה זכתה בתשומת לב מרובה, ואף זיכתה אותם בפרס מאגודת המיקרוסקופיה האירופית.

מיקרוסקופ האלקטרונים פותח בשנות ה-30 של המאה הקודמת כדי לאפשר תצפיות בתהליכים ובעצמים שאי-אפשר להבחין בהם במיקרוסקופ אור, שכן גודלם קטן מאורך גל האור הנראה. אבל הדרישה הראשונה של מיקרוסקופ אלקטרונים היא דווקא ואקום (רִיק) גבוה, כיוון שבלעדיו יפזרו האלקטרונים שבאוויר את קרן האלקטרונים. מדובר בדרישה טכנית שמציבה בפני המשתמשים במיקרוסקופ אתגרים לא פשוטים; כך המצב, למשל, בעבודה עם דגימות ביולוגיות, המכילות כמות מים מרובה ואינן יכולות להתקיים בריק.

בשנים האחרונות הומצאו שיטות שונות לדימות דגימות ביולוגיות במיקרוסקופ אלקטרונים, וכל אחת מהן התקרבה יותר ויותר לעבר המטרה של בחינתן במצבן הטבעי. לדוגמה, במקרים מסוימים מקפיאים דגימות בתהליך הקרוי "קריו-זיגוג", ללא הצורך להטביע דגימות בשרף פולימרי, ולהכתימן בעזרת מתכות כבדות. במצב כזה אפשר לבחון את הדגימות כפי שהן, ללא צורך בשימור כימי של הדגימה. אבל שיטות "קריו" אינן מתאימות לכל מחקר, כיוון שהדגימות חייבות להישאר קפואות. גבישי קרח תועים וגורמים אחרים עלולים להרוס את הדימות, ויש להשתמש בדגימות דקות במיוחד – בעובי של לא יותר מכמה מאות ננומטר – כדי שקרן האלקטרונים תוכל לדמות את התא באופן ברור. מסיבות אלה קשה להשתמש במיקרוסקופ אלקטרונים כאשר צריכים לבחון תאים שלמים, שעוביים גדול פי 50 או יותר מיכולתו המקסימלית של מיקרוסקופ אלקטרונים רגיל.

ד"ר וולף, ד"ר הובן ופרופ' אלבאום שילבו כמה שיטות, תוך יישום טכניקה שלפני כן נחשבה ללא ישימה בדגימות ביולוגיות, והתאימו מיקרוסקופ אלקטרונים סורק-חודר לעבודה עם דגימות קפואות. במקום לפזר את קרן האלקטרונים אל הדגימה הנבחנת, שיטה זו ממקדת את הקרן בנקודה אחת המצויה על הדגימה, ומזיזה את הקרן הלוך ושוב, מנקודה לנקודה. בעבר סברו רבים, שקרן ממוקדת תהרוס דגימות ביולוגיות, או לכל הפחות תגרום לאובדן ניגודיות בתמונה. אבל ד"ר וולף וחבריה הצליחו לקבל באמצעותה תוצאות טובות מאוד. "הצלחנו לדמות בבהירות מפתיעה תאים שעוביים מיקרון, לשמור עליהם בהקפאה, ולשמר אותם לכל אורך התהליך", היא אומרת.

חברי הקבוצה ממשיכים לפתח את השיטה, וליישמה במיגוון מחקרים הקשורים למדעי החיים. "יש התעניינות רבה בשיטה החדשה", אומרת ד"ר וולף. "אפשר גם להתאים אותה לשימוש במיקרוסקופ קריו-אלקטרונים רגיל בעלות קטנה מאוד; יתרון זה מאפשר לנו לשמור על מקומנו בחזית". ביחידה למיקרוסקופיה אלקטרונית חברים גם מדעני הסגל ד"ר ולאד ברומפלד, ד"ר טלי דדוש, ד"ר יפעת קפלן עשירי, ד"ר ילנה קרטבלישוילי, ד"ר רונית פופוביץ, ד"ר נדב אלעד, ד"ר אייל שמעוני וד"ר סמדר זידמן.