לייזר אנושי: מציאות ולא קומיקס
תאים אנושיים בתוך גוף האדם שיורים קרני לייזר הם כבר לא רק בגדר מדע בדיוני: חוקרים הצליחו להנדס גנטית תא מן הכליות ולגרום לו לזרוח באור ירוק שמוקד באמצעות מראות
בקומיקס המפורסם "אקס-מן", סייקלופס, אחד הגיבורים הבולטים שעבר מוטציה, יודע לירות מעיניו קרניי לייזר רבות עוצמה המסוגלות לפלח אפילו בטון מזוין. מדענים שקולים ונבונים התייחסו לרעיון זה כשטות מוחלטת וסברו שמוטציה ביולוגית אינה מסוגלת להקנות לתאים את היכולת ליצור לייזר.
אלא שהפיתוי ליצור לייזר ממקור ביולוגי הוא גדול ומחקר חדש שהתפרסם אתמול בכתב העת Nature Photonics הצליח להוכיח בפעם הראשונה את ההפך: ניתן ליצור לייזר בתוך תאים אנושים והם אפילו מסוגלים לשרוד את התהליך.
איך פועל לייזר?
לפני שנקפוץ למחקר, כדי לעצור רגע כדי להבין מהו לייזר. מדובר באלומת אור המורכבת מפוטונים רבים – אותם חלקיקים שנושאים את אנרגיית האור ושניחנו באותו אורך גל. במילים אחרות, כל הפוטונים נושאים את אותה כמות אנרגיה וניחנים באותו "צבע".
לייזר תעשייתי טיפוסי נוצר כאשר אנו מקיפים מקור אור מסוים במראות משני צידיו. האור שמגיח מהמקור משתקף במראות שוב ושוב ושוב, וגורם להגברה עצמית שלו באזור שבין שתי המראות. בנקודה מסוימת פורצת אלומת האור דרך אחת המראות כקרן לייזר.
ועתה למחקר: הרעיון של המדענים מאוניברסיטת הארוורד היה פשוט להחריד – מסוג הרעיונות שמנצלים חומרים שהיו קיימים מתחת לאפם הקולקטיבי של חוקרים רבים אחרים, אך מעטים טרחו לעשות בהם שימוש עד היום.
הם הנדסו גנטית תאי כליה אנושיים והחדירו לתוכם גן שמקורו במדוזה זרחנית. המדוזה משתמשת בגן זה כדי לייצר חלבון המסוגל לזרוח באור ירוק, וכך היא מושכת אליה את יצורי הים הזעירים המשמשים לה למזון.
החוקרים גרמו לתא המהונדס לייצר את החלבון הזרחני בכמויות גדולות, כך שהוא זרח בירוק בתנאים הנכונים תחת המיקרוסקופ. ליצירת לייזר, מיקמו החוקרים את התא בין שתי מראות זעירות כך שהאור הירוק שהשתקף ביניהן הגביר את עוצמתו עד שפרץ אל מחוץ לאחת המראות כקרן לייזר. כל זאת, מבלי שהתא עצמו ייפגע.
למה זה טוב?
הלייזר הביולוגי עשוי להיות מעורב בעתיד בבדיקות רפואיות, באמצעות הזרקת תאים אשר ייצרו אור לייזר בתוך הגוף. מראות מחוצה לו יוכלו לקלוט את האור המגיח מן הרקמות ולנתח את הרכבו כדי להסיק על הרקמה כולה.
בנוסף, הלייזר יכול להתגבר על הבעיות המורכבות שקשורות בשילוב של התקנים אלקטרוניים עדינים בתוך הסביבה הביולוגית הרטובה של הגוף. יתכן שבאמצעותם נוכל גם לטפל בגידולים בתוך הגוף שקשה להגיע אליהם. הלייזר יצרוב אותם בתוך הגוף עצמו.
אפשר שבעתיד הרחוק יותר הלייזר הביולוגי יצטמצם לגודל של תא בודד, שיכיל חלבונים זרחניים שישמשו כמקור אור וכן חלקיקי מתכת שישמשו כמראות זעירות בתוך התא עצמו.
אם נוכל לתכנת את התאים הללו, הרי שנוכל לשלוט בהם ולשלוח אותם לפטרל בזרם הדם וברקמות הגוף. כך נעשה שימוש בקרניים ממוקדות כדי לחסל חיידקים, וירוסים ושאר פולשים מזיקים, ואולי גם כדי לנקות את מרבצי הכולסטרול שחוסמים את דפנות העורקים.
רועי צזנה, דוקטורנט לננו-טכנולוגיה בטכניון, חוקר במרכז לחיזוי טכנולוגי באוניברסיטת תל-אביב. בעל הבלוג 'מדע אחר' וכותב בנושאי מדע.
לפנייה לכתב/ת 
