הזכייה בפרס נובל: מהו מודל רב מימדי למערכות כימיות מורכבות?

בישראל חוגגים את זכייתו של פרופ' אריה ורשל, שנולד בקיבוץ שדה נחום, בפרס היוקרתי – אבל לא רבים יודעים להסביר את חשיבות המחקר שזיכה אותו ואת שניים מעמיתיו בהישג הנדיר. פרופ' חנוך סנדרוביץ', מהמחלקה לכימיה באוניברסיטת בר אילן, מסביר מה משמעות המחקר ואילו השלכות מעשיות יש לו על חיי היום-יום שלנו?

נובל בכימיה: מהו מודל רב מימדי? (חדשות 2)

זכייתו של פרופ' אריה ורשל, שנולד וגדל בקיבוץ שדה נחום, בפרס נובל לכימיה עוררה היום (ד') התרגשות רבה בישראל. ראש הממשלה בנימין נתניהו ונשיא המדינה שמעון פרס טלפנו לוורשל לברך אותו, ובזמן הקרוב ודאי נשמע רבות על "מודלים רב-מימדיים למערכות כימיות מורכבות". בשיחה עם חדשות 2 Online הסביר פרופ' חנוך סנדרוביץ', מהמחלקה לכימיה באוניברסיטת בר אילן, מה הם אותם מודלים ומדוע ניתן לפרופסורים ורשל, מיכאל לוויט ומרטין קרפלוס - הפרס היוקרתי.

רוצים לקבל עדכונים נוספים? הצטרפו לפייסבוק רשת

על מה זכו פרופ' ורשל, לויט וקרפלוס בפרס נובל לכימיה?

השלושה הניחו את הבסיס לשיטות חישוביות שמאפשרות ליצור מודל למערכות ביולוגיות, בעיקר חלבונים. המודל ממפה את המבנה של החלבונים, את התהליכים בהם הם משתתפים ומסייע להבין מה הם עושים וכיצד.

מהו החידוש במודל שיצרו?

המודל פועל בשיטה חישובית, להבדיל משיטה ניסויית. חישוב יכול לתת לך דברים שניסיון לא יכול לתת לך. חישוב הוא כמו פנס שמאפשר לך להגיע למקומות שהניסיון לא יכול לראות. בעזרת המחשב אפשר לגלות דברים ולהסביר תופעות שהניסיון לא מצליח להסביר.

איזו השלכה מעשית יש לפיתוח המודל הממוחשב?

ההשלכה המעשית הברורה ביותר היא בפיתוח תרופות. יש כיום תחום שלם של פיתוח תרופות בעזרת מחשב. תחילת פיתוח תרופה היא בסריקת חומרים ובחינת חומרים פעילים שונים. המחשב יכול להסביר בדיוק כיצד החומרים פועלים ומה הם עושים.

כיצד מוודאים שהמודל הממוחשב עובד?

המערכות החישוביות מנסות למדל את המציאות. הדרך לדעת האם הצלחת היא כל הזמן לתקף את הממצאים ואת המערכות מול המציאות, לבדוק האם הפרדיקציות שנתן החישוב תואמות את המציאות. כשהמציאות מראה שטעית, אתה חוזר למודל ומשנה אותו. כיום לא ייתכן מצב שבו תרופה תפותח אך ורק באמצעות מחשב, אבל המודל עוזר מאוד, בין היתר בהאצת הפיתוח והוזלת העלויות.

אילו תרופות פותחו בסיוע המודל הממוחשב?

יש סיפורי הצלחה ידועים ורבים בספרות הרפואית. אחת מהן היא התרופה קאפטופריל, לטיפול ביתר לחץ דם. תרופות רבות לטיפול באיידס, כמו נלפינוויר, פותחו בעזרת מחשב. גם התרופה דורזולאמיד לטיפול בגלאוקומה.

פרופ' סנדרוביץ', מהמחלקה לכימיה באוניברסיטת בר אילן, עוסק בתחום המודלים הממוחשבים במערכות כימיות וביולוגיות