يقول الدكتور روي بيك باركاي: "كل شيء عبارة عن فيزياء". قام في مختبره بمركز تكنولوجيا النانو وعلوم النانو ببناء أحد أكثر أنظمة نثر الأشعة السينية تطوراً في العالم.
يقول الدكتور روي بيك باركاي: "كل شيء عبارة عن فيزياء". وفي مختبره بمركز تكنولوجيا النانو وعلوم النانو، قام ببناء أحد أكثر أنظمة نثر الأشعة السينية تطورًا في العالم. الهدف: التعامل مع مهمة كانت تعتبر مستحيلة في السابق: إيجاد صيغ فيزيائية بسيطة لوصف مجموعة كبيرة ومتنوعة من الظواهر والهياكل البيولوجية / تُستخدم البنية التحتية للمعرفة الفيزيائية بالفعل اليوم لفهم الآليات المتعلقة بأمراض مختلفة، وفي المستقبل سيكون بمثابة أساس لتطوير الأدوية أو حاملات الأدوية النانومترية
يقول الدكتور بيك باركاي من كلية الفيزياء وعلم الفلك: "إن عالم الأحياء يمثل تحديًا كبيرًا للفيزيائيين". "تم تعريف أدوات الفيزياء في الأصل للجزيئات البسيطة نسبيًا، في حين أن الهياكل البيولوجية، وخاصة البروتينات، كبيرة ومعقدة ومتنوعة للغاية. في مختبري، نواجه مهمة كانت تعتبر مستحيلة في السابق: العثور على صيغ فيزيائية بسيطة وأنيقة، مع عدد قليل من المعلمات، والتي من شأنها أن تصف مجموعة كبيرة ومتنوعة من الخصائص والظواهر والهياكل البيولوجية. ولتحقيق هذه الغاية، نعمل في مجال التماس بين البيولوجيا والفيزياء، بالاشتراك مع هندسة المواد والكيمياء والطب." وعليه، فإن المجموعة البحثية للدكتور بيك باركاي متعددة التخصصات، وتعمل بالتعاون مع العديد من الباحثين في الحرم الجامعي، بما في ذلك الدكتور دان بار والدكتور يوئيل هيرش من كلية علوم الحياة، والدكتور يائيل رويتشمان من قسم الكيمياء و د. أوري نيفو من كلية الهندسة .
من وجهة نظر الدكتور بيك باركاي، "كل شيء هو فيزياء". القوى والقوانين الفيزيائية هي المسؤولة عن حركات وتفاعلات جميع الأنظمة في الكون، من مستوى المجرات إلى مستوى الذرات. وهكذا، من أجل فهم خصائص وسلوك المواد البيولوجية بعمق، اختار فحص القوى الفيزيائية التي تعمل داخلها وفيما بينها، على مستوى النانومتر. ويوضح قائلاً: "إن عالم النانو في علم الأحياء يتميز بالتنظيم، في كثير من الأحيان بشكل عفوي، في مجموعات تتكون من عدد كبير من الجزيئات البيولوجية، مثل البروتينات والأحماض الدهنية والمواد الوراثية". "في مختبري نحاول معرفة الآليات الفيزيائية والقوى بين الجزيئات المسؤولة عن الظواهر المختلفة: كيف "تتحدث" الجزيئات مع بعضها البعض، وكيف تنظم بالضبط وتخلق هياكل جديدة معًا. نحن نقيس القوى ونحددها كميًا ونرسم خرائط لها، ونحدد الآليات السائدة، ونحاول صياغة أنظمة للقوانين الفيزيائية التي تصف سلوك المواد وتشرح العمليات البيولوجية.
تحدي تكنولوجي معقد
من أجل فحص سلوك الجزيئات البيولوجية الصغيرة، يتعين على الدكتور بيك باركاي، أولاً وقبل كل شيء، أن يواجه تحديًا تكنولوجيًا معقدًا: فمن ناحية، المجهر الضوئي ليس كافيًا لمراقبة مثل هذه الهياكل الصغيرة؛ من ناحية أخرى، من أجل استخدام أدوات ذات دقة نانومترية، يجب على الباحث تغيير بيئة المادة البيولوجية بشكل جذري، وفي هذا التحول يتم فقدان بعض الخصائص الأصلية للمادة. ولذلك، يعمل الباحثون بطريقة متقدمة، وهي قياس تشتت الأشعة السينية بزوايا صغيرة، مما يجعل من الممكن مراقبة التجمعات النانوية في سائل يحاكي بيئتها الطبيعية في الخلية الحية. يعد نظام نثر الأشعة السينية الذي صممه وصنعه الدكتور بيك باركاي في مختبره بجامعة تل أبيب واحدًا من أكثر الأنظمة تطورًا وتقدمًا من نوعها في العالم.
وباستخدام التكنولوجيا المبتكرة، يقوم فريق البحث بفحص القوى التي تؤثر على التنظيم الذاتي للهياكل والمجموعات النانومترية من البروتينات والسكريات والمواد الوراثية. يركز البحث على فيزياء البروتينات غير المطوية (البروتينات المضطربة جوهريًا)، وهو المجال الذي اكتسب زخمًا كبيرًا في العقد الماضي في جميع أنحاء العالم. يوضح الدكتور بيك باركاي: «تتميز معظم البروتينات المعروفة بعملية طي مسؤولة عن وظائفها، لكن في السنوات الأخيرة أصبح من الواضح أن حوالي نصف البروتينات الموجودة في الجسم تتميز أيضًا بمناطق وظيفية ليست مطوية. إن نشاط هذه البروتينات يثير اهتمامًا كبيرًا، ونحن نهدف إلى تطوير طرق توصيف مناسبة لها."
إن البنية التحتية للمعرفة الفيزيائية التي يبنيها الباحثون تُستخدم اليوم بالفعل لفهم مجموعات من الجزيئات البيولوجية، المرتبطة بالأمراض المختلفة التي تتطور في الجسم، أو بدلاً من ذلك، يمكن استخدامها في المستقبل كأساس لتطوير الأدوية وأدوية النانومتر. شركات النقل. "إن الفهم المادي الأساسي، على مستوى النانومتر، للآليات البيولوجية والفشل الذي يحدث فيها، سيسمح في المستقبل بتحديد السبب الرئيسي للمرض، وتزويده بالعلاج الفعال والموجه، والذي سوف "يجب أن تتكيف مع كل مريض شخصيًا" ، يتوقع الدكتور بيك باركاي.
جامعة جير تل أبيب، المتخصصة في فيزياء الحالة الصلبة، مع التركيز على الموصلات الفائقة والظواهر الفيزيائية في درجات حرارة منخفضة ومجالات مغناطيسية عالية القوة. بصفته زميلًا باحثًا في برنامج Human Frontier Science المرموق، بدأ دراسة المواد البيولوجية في جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا، بهدف فهم الخصائص الفيزيائية التي تجعلها تتصرف بطريقتها المميزة. وفي عام 2010، عاد إلى جامعة تل أبيب كجزء من برنامج تشجيع عودة العلماء الإسرائيليين، وأنشأ مختبرًا متقدمًا للفيزياء الحيوية.
تعليقات 6
رائع، حظًا سعيدًا، وربما جائزة نوبل أخرى قريبًا؟
عساف،
ويبدو لي أن الدكتور بيك باركاي لم يكن يقصد حقاً ما ذكرته.
هناك فرق كبير بين نمذجة البروتينات في النظريات الفيزيائية ونمذجة حب صبي مراهق غبي في النظريات الفيزيائية.
أعتقد أن ما كان يقصده حقًا هو أنه حتى السنوات القليلة الماضية، لم يتم استخدام سوى القليل جدًا من الوسائل الفيزيائية لدراسة العناصر البيولوجية، ويرجع ذلك أساسًا إلى الصعوبة التي تنشأ بسبب تعقيد هذه العناصر (ولهذا السبب يقول إنهم يحاولون القيام "مستحيل"). على أية حال، هذه التجربة موضع ترحيب، لأن استخدام الوسائل المادية يمكن أن يساهم بالتأكيد كثيرًا في فهم علم الأحياء.
ومع ذلك، فأنا أتفق معك بالتأكيد على أنه لا ينبغي الضغط على الفيزياء في كل شيء، وأن هناك أشياء لا يمكن قياسها ووصفها علميًا - وهي رؤية يجد العديد من العلماء (كثير جدًا، للأسف) صعوبة في التعامل معها.
وسيكون من الجميل وضع رابط موقع الباحث في المقالات الشخصية.
لا أعتقد أن الأشخاص الذين أجريت معهم المقابلات سيعترضون.
عساف، تعليقك غير ضروري وفي غير مكانه.
يقول لك بوضوح: "في مختبري نتعامل مع مهمة كانت تعتبر في السابق مستحيلة"
صحيح جدًا، كل هذا يتعلق بالفيزياء، لقد اعتقدت ذلك دائمًا وأنا سعيد لأن أحد العلماء أكد ذلك.
في كل مرة أسمع ادعاء مهني "كل شيء... "، أتنهد وأتساءل كيف يمكن أن يكون الأشخاص الأذكياء ساذجين إلى هذا الحد.
هناك ظواهر جزئية وهناك ظواهر كلية - لا يمكن صياغة كل شيء باستخدام النظريات الفيزيائية لأنهم لا يملكون الأدوات اللازمة لذلك (مرحبًا بكم في نموذج سلوك طفل أحمق في الحب في العاشرة من عمره... ربما لقد كانوا ناجحين حقًا).
كل شيء هو علم، وكل شيء هو وجه من وجوه الشيء نفسه (رينيه ديكارت ووحدة العلوم)، ولكن ليس كل شيء فيزياء، في الحقيقة، ليس كذلك.