'הג'יני' שישחרר את הכוחות החבויים של הגנים

לביולוגיה הסינתטית פוטנציאל עצום להמצאת התעשיה מחדש עם מוצרים פורצי דרך, בהיקף המושווה לשינוי שיצרה בתקופתה המהפכה התעשייתית. היא משלבת בינה מלאכותית, ביולוגיה חישובית, ביולוגיה מולקולרית, הנדסה וביוטכנולוגיה ומאפשרת, באמצעות החדרת קוד גנטי לתאים חיים, להקנות להם תכונות חדשות, פיתוח מהיר ורב היקף של תרופות חדשות ופורצות דרך כמו תרופות ממוקדות בחיסול תאי סרטן, חיישנים ושבבים מבוססי תאים, לצד מולקולות יקרות ערך ליצירת בשר מתורבת, טיהור קרקעות באמצעות חיידקים, תרופות ממוקדות אתר המטרה, תוספי מזון, קוסמטיקה, יישומים ביטחוניים, חקלאות וסביבה.

רשות החדשנות בחרה לעודד באמצעות מימון את האקוסיסטם התעשייתי הישראלי, שהתפתח עד כה בעיקר באקדמיה, שיאפשר הקמת חברת תשתיות שתצעיד את ישראל לחזית החדשה. חברת hylabs נבחרה יחד עם אוניברסיטת רייכמן להקים את המכון לביולוגיה סינתטית שיסייע להפוך את התעשייה המקומית למובילה עולמית בתחום.

"כמעט כל דבר שעולה על הדמיון אפשרי לייצרו בביולוגיה סינתטית". ד"ר רוני כהן.

מי שיעמוד בראש המכון המוקם בימים אלו הוא ד"ר רוני כהן, סמנכ"ל חטיבת מעבדות השירות ב hylabs, שחושף כעת את שמו של המכון החדש: Alagene . ערב הקמתו ביקשנו להבין בעזרת כהן כיצד יפעל המכון ואת מי ישרת, וכיצד הוא רואה את הפוטנציאל של הביולוגיה הסינתטית בישראל.

מה היו המניעים להקמה של המכון לביולוגיה סינתטית?

"בשנים האחרונות  הביולוגיה הסינתטית פורצת קדימה ומתחילה לתפוס מקום מכובד בהשפעתה על התעשייה והכלכלה העולמית. בישראל התחום עדיין לא מספיק מפותח. בתום שנתיים בהם בחנו אנשי רשות החדשנות את הנעשה בעולם החליטו כי הדרך הטובה ביותר תהיה להקים חברת תשתיות שתספק לחברות הישראליות שירותים בתחום ובכך יעניקו להן יתרון יחסי בדרך ליצירת מובילות עולמית בתחום הביולוגיה הסינתטית. העיסוק בתחום זה דורש ציוד מו"פ שאינו נגיש לרוב בתעשייה הישראלית לצד מומחיות בתפעול המכשירים, שאינה קיימת אצל רוב החברות שמבקשות לעסוק בתחום, בעיקר בקרב חברות צעירות. הבחירה בנו ובאוניברסיטת רייכמן משקפת את הצורך להעמיד בחזית את מיטב היכולות הקיימות גם בישראל. ב hylabs  אנו מתמחים מזה חמישה עשורים בביולוגיה מולקולרית, בטכנולוגיות חדשניות ובעמידה בדרישות רגולטוריות מורכבות, ומשרתים את כלל התעשייה והאקדמיה באמצעות מתן שירותים מהמתקדמים בתחומם בעולם. אונ' רייכמן מתמחה בביולוגיה חישובית, בינה מלאכותית, קיימות, ביו אתיקה ויזמות. החיבור בין שני הגופים מעניק למכון נקודת התחלה מצוינת. אציין כי לצידי יכהנו ד"ר אורטל שמעון, כמנהלת התפעול הטכנולוגי מדעי של אתר רחובות, וד"ר יובל דורפן כמנהל התפעול הטכנולוגי מדעי של אתר המרכז הבינתחומי".

אילו שירותים ואיזה ציוד ייחודי יציע המכון? אילו סוגי חברות הוא ישרת?

"המכון מיועד לתת פתרון מקצה לקצה בתחומי הביולוגיה הסינתטית. התחום הינו רחב מאוד והציוד הדרוש לפיתוח מוצרים בתחום הינו יקר ומורכב להפעלה. המכון יציע One stop shop עפ"י מספר יחידות תפקוד עצמאיות. הראשונה היא  ביולוגיה חישובית וביואינפורמטיקה אשר ישמשו לבחינת הגנים הנדרשים ליישום המבוקש ובחירת הגן או הגנים הנכונים ביותר. כמו כן, שימוש בחיפוש מונחה בינה מלאכותית של מסלולים מטבוליים , חיזוי מבנה תלת-ממדי ואינטראקציות בין מולקולות שונות.  יחידת התפקוד השנייה היא  בעצם העבודה "הרטובה" בה יתבצע הביטוי של הגן או הגנים הספציפיים באורגניזם הנבחר. בנייה מולקולרית של הקוד המתוכנן בביולוגיה חישובית ליישום המבוקש,  תכנון וסינתזה של פולי-פפטידים בשיטות מולקולריות, ביטוי וייצור חלבונים במערכות שונות כולל הפרדה, ניקיון ואפיון מתקדם.

"היחידה השלישית תאפשר סריקת ברמה גבוהה של מספר רב של אפשרויות (HTP), סלקציה של הקנדידטים הטובים ביותר בשיטות רובוטיות מתקדמות, בחינת הפונקציונליות של התוצר המבוקש ואנאליזות ביוכימיות ואנליטיות נדרשות. ואילו היחידה הרביעית תציע פרמנטציה בהיקף הנדרש לרמת מוצר שתאפשר בחינת הפונקציונאליות שלו ע"י הלקוח וכן בחינת התוצר במעבדת תנאי סביבה שתאפשר ניטור למגוון פיתוחים בתעשייה, בתחומי האלקטרוניקה, התעשייה הביטחונית, תעשיית המזון, חקלאות, סביבה, medical devices, פארמה ועוד. המכון צפוי לשרת קשת רחבה של לקוחות מכל התחומים שתוארו לעיל לרבות סטראטאפים וחברות צעירות, כמו גם מתן שירותי מו"פ לחברות גדולות וכמובן לאקדמיה ומכוני מחקר שונים בארץ ובעולם".

היכן יסופקו השירותים של המכון,  ומתי המכון ישיק את פעילותו?

"השירותים יפעלו באתר רחובות ובאתר הרצליה, כל אתר והמומחיות שלו. ברחובות – האגף החדש ישתרע על פני קומה שלמה בבניין המטה שלנו. בימים אלו מתקיימים שיפוצים נרחבים להקמת מעבדות החברה וקליטת הציוד המתקדם. כמו כן אנחנו קולטים עובדים בתחום הביולוגיה הסינתטית, ביו אינפורמטיקה ומיקרוביולוגיה. בחודשים הקרובים המכון יתחיל לספק שירותים שונים שחלקם כבר קיימים בפורטפוליו של hylabs ושירותים נוספים יתווספו עם רכישת הציוד המתקדם".

באילו תחומים נראה להערכתך את הפיתוחים והמוצרים פורצי הדרך הראשונים?

"מרתק לראות שמגוון האפשרויות ליישום הוא אינסופי ונראה אותן כבר בשנים הקרובות. אפשר לחשוב לדוגמא על פיתוח של דשנים למגזר החקלאי שלא עושים שימוש בכימיקלים אלא במיקרואורגניזמים שמזהמים פחות וגם זולים יותר להפקה. כבר כיום יש חברות שמספקות תחליפים כאלו, לדוגמא דישון הקרקע בחנקן. תחום אחר הוא יצירת חיידקים שיידעו להצביע על זיהומי קרקע ויאפשרו ניקוי קרקעות, או לחילופין שימוש בחיידקים בתעשייה הביטחונית כדי לחשוף חומרי נפץ כגון מוקשים הקבורים באדמה או באמצעות זיהוי מכ"מ. זאת על ידי יצירת חיידקים שנקשרים לחומרים מסוימים "ותכנות" שלהם לפלוט חומר פלואורסנטי המאפשר מיפוי ממשי של השטח החשוד כממוקש. בתעשיית התרופות נראה מדענים שיוכלו להנדס תרופות שיידעו להתמקד באזורי מפתח בגוף בהתאם למצב המחלה. באופן דומה לפיתוח החיסון כנגד הקורונה, כך נראה בעתיד הקרוב פיתוחים רבים המבוססים על DNA ו RNA עם ספציפיות ויעילות גבוהות מאי פעם.

המהפכה התעשייתית החדשה. פיתוחים רבים המבוססים על DNA ו RNA עם ספציפיות ויעילות גבוהות מאי פעם

"תחום נוסף שמאוד מתפתח וצפוי להוות מעל ל- 30% מהנפח העסקי בביולוגיה הסינתטית הוא הפודטק, הכולל את תעשיית הבשר המתורבת שעושה שימוש רב בביולוגיה סינתטית, לדוגמא בהוזלת המדיום בו גדלים התאים לבשר. מדיום זה כיום נחשב ליקר מאוד מכיוון שבבסיס הוא משמש בעולם הפארמה. אלו עלויות שאינן כלכליות כשמדובר בתחליפי בשר, עוף וכד'.

"דוגמאות נוספות הן פיתוח קפסולות מבוססות חיידקים ש"יסעו" במערכת העיכול שלנו ויתנו חיוויי על חוסרים תזונתיים. עם גילוי החוסרים תופעל מערכת נוספת של חיידקים אשר ייצרו את המחסור התזונתי ויספקו אותו לגוף. הביולוגיה הסינתטית יכולה גם להחליף תהליכים רבים בתעשיית הכימיה והפלסטיק ולייצר חומרי טעם וריח, חומרים כימיים, חומרי בניין ועוד – בתהליכים מיקרוביאליים יעילים, מהירים, בני קיימא וסביבתיים. בהקשר זה היא תוכל לתרום לנושא תחליפי הדלק שיוכל להיות מיוצר ע"י מיקרואורגניזמים בצורה חכמה ויעילה, חשוב לציין שהרבה מהפיתוחים כבר קיימים כיום, אך הגדולה של הביולוגיה הסינתטית היא לאפשר תהליכים יעילים וכלכליים הרבה יותר ובזמני פיתוח קצרים.

"פיתוחים מעניינים נוספים כבר נמצאים בשלבים מתקדמים בכל מה שקשור לתעופה וחלל, החל מחומרי בנייה קלים ובטיחותיים, ועבור דרך צמחי חסה שיגדלו בחללית ויספקו לאסטרונאוטים את תוספי התזונה והתרופות שהם צריכים בעלי החסה עצמה. לפעמים נדמה שמדובר פה במדע בדיוני, אך נראה שכמעט כל דבר שעולה על הדמיון אפשרי לייצרו בביולוגיה סינתטית, מה שנשאר זה לדמיין ולעוף עם הרעיונות הכי גבוה שאפשר."

לסיום, מה משמעת שמו של המכון?

המנורה של אלאדין. לרתום את כוחה של הביולוגיה הסינתטית למען התעשייה הישראלית.

"השם Alagene  נבחר בהשראת אגדת אלאדין, מסיפורי אלף לילה ולילה, אותו אוסף סיפורי-עם מזרח תיכוניים קדום, שאף הפך לסרט של דיסני . אלאדין למד כיצד לשחרר את הכוחות הנסתרים של הגי'ני (שד), ולרתום אותם ליצירת חיים טובים לו ולמשפחתו, ואנחנו נעשה אותו הדבר עם גנים, ונסייע לרתום את כוחה של הביולוגיה הסינתטית למען התעשייה הישראלית. ניתן לראות בלוגו היצירתי שלנו את הג'יני יוצא מתוך הגנים בצורת DNA סלילי. השם הזה גם מזכיר לנו שרגלינו נטועות במזרח התיכון מחד, ומאידך אנחנו שואפים להיות חלק מחזית המחקר והייצור העולמי".