התחזית: תתגלה מולקולהבחברת קומפיוג'ן מתמחים ביצירת מודלים מתמטיים לצורך ניבוי ואבחון תופעות ביולוגיות. בשבע שנות קיומה הספיקה החברה לערער את הדוגמה המרכזית לגבי אופן השעתוק של גן לחלבון, לחבר את אנציקלופדיית הגנים, ולתכנן צ'יפ גנטי המסייע באבחון מחלות. החיזוי הביולוגי משנה את עולם הרפואהמאת: רוני גלבפיש 
התכונה הבולטת ביותר במשרדי חברת קומפיוג'ן שברמת-החייל היא התלהבות סוחפת. לא שמענו את שיחות המסדרון הנפוצות בעולם ההיי-טק על הטבות, מסעדות, אופציות ואחוזים. הפסקת הצהריים התנהלה באיזור המטבח הצפוף מאוד, וכמעט כולם דיברו על העבודה. הטונים היו נלהבים. "אחרי שנים כאיש מחשבים בכיר ב-IBM חשבתי שדבר לא יפתיע אותי", סיכם את העניין ד"ר רון פינטר, סגן-נשיא למחקר ופיתוח בקומפיוג'ן. "החברה הזו הצליחה להפתיע ולאתגר אותי שוב". קומפיוג'ן יצאה לדרך ב-1993. המקימים היו שלושה בוגרי פרוייקט תלפיות, אלי מינץ, אמיר נתן ושמחון פייבלר, והמטרות - שאפתניות: החלת החוקים המדעיים הנפוצים במתמטיקה, פיסיקה וכימיה, על עולם הביולוגיה. ליאור מעיין, סגן-נשיא לפעילות מסחרית ובעל תואר שני מהטכניון, מסביר: "ביולוגיה היא המדע שמאחורי הרפואה, אבל רק בשנים האחרונות היא עוברת את השינוי שהתרחש בפיסיקה הקלאסית במאה ה-19 ובכימיה בתחילת המאה ה-20 - מעבר מתהליכים מבוססי-ניסויים, ליצירת מודלים לתהליכים ומתוכם חיזוי. ביולוגיה היא בדרך-כלל מדע ניסויי. היא מודדת את הצל ומסיקה מתוכו את פיתגורס, ולא בונה מודל ומקישה ממנו. המצב הזה מתחיל להשתנות, וקומפיוג'ן היא מובילה עולמית בתהליך הזה". התחום החדש נקרא ביואינפורמטיקה. רק שני חוגים אקדמיים בישראל עסקו בו עד כה. השנה יתווספו אליהם עוד שניים, ביניהם מסלול אחד בטכניון, שיופעל במשותף על-ידי המחלקה לביולוגיה והמחלקה למדעי המחשב. "יש, בעצם, שני תחומים שונים שמכונים ביואינפורמטיקה", מסביר מעיין. "הראשון מתרכז באיסוף וניהול של מידע ביולוגי במבנים של מסדי נתונים מורכבים, כאשר הדגש הוא על שאילתות למסדי הנתונים וחיתוכים אפשריים של המידע הנשמר בהם. התחום השני מתרכז בהבנת המידע, ומכונה ביולוגיה חישובית, וזה מה שאנחנו עושים". היה היתה דוגמהמעיין מספר כי בתחילת ימיה של קומפיוג'ן, התמודדה קבוצת המתמטיקאים עם הדוגמה המרכזית שלומדים תלמידי הביולוגיה בשנה א' באוניברסיטה: בן יחיד המשועתק ל-mRNA יחיד, המשועתק לחלבון יחיד. כתופעה איזוטרית בשולי הדוגמה המרכזית, תואר "Alternative Splicing", תהליך בו גן יחיד משועתק למספרmRNA ואלה משועתקים למספר חלבונים. "מתחילת הניסוי גילינו שאנחנו לא מצליחים למדל את האלגוריתם הזה", אומר מעיין. "המודל שלנו חזה שהתופעה של "Alternative Splicing" היא תדירה, קריטית בגוף האדם ומשמעותית תרפויטית. הדוגמה המרכזית, היא שנמצאה איזוטרית. הצגנו את התוצאה הזו בפני הלקוחות שלנו, והם לא האמינו לנו. הם ביקשו הוכחות 'רטובות', כאלה הנוצרות בניסויים מעבדתיים כמקובל בביולוגיה." "הצעד הבא היה אמיץ מבחינתנו כמתמטיקאים, כי בשלב הזה הקמנו מעבדה. היינו רגילים לעשות סימולציות של ביולוגיה, והתהליך הזה היה שינוי דרמטי. למזלנו הרב, סייעה לנו ד"ר ליאת מינו, שהיא אשתו של אחד ממקימי החברה וביולוגית בפני עצמה. בעזרתה הקמנו מעבדה עם אנשי מקצוע חזקים". ב-1997 הוקמה המעבדה. בהתחלה היו בחברה בעיקר מתמטיקאים, אנשי מדעי-המחשב וביולוגים, אבל מהר מאוד הצטרפו גם פיסיקאים וכימאים, וקומפיוג'ן הפכה למגדל-בבל מדעי שבאורח פלא צומח היטב. "המדעים מתאפיינים בשפות שונות", אומר מעיין, "והקבוצה שיצרנו למדה לדבר שפה משותפת. התהליכים השתנו מאוד מתקופת המתמטיקה הראשונה. היום הביולוגים מביאים בעיות ורעיונות אל השולחן, וביחד אנחנו עושים אופטימיזציה של אלגוריתמים. המעבדה הביולוגית, שהוקמה במטרה לאמת ממצאים מתמטיים, החלה לעשות גילויים כחלק מתהליכי העבודה שלה, אז עשינו גם מזה ביזנס". אנציקלופדיית הגניםקומפיוג'ן הפליגה לתוך הים האינסופי של חקר הגנום האנושי, ותרמה לו כמה מערכות המסייעות בתהליך הפענוח חובק העולם. כדי להבין טוב יותר את מהות תרומת החברה, הנה הסבר טכני קצר: הקוד הגנטי האנושי מתבטא בגוף האדם באמצעות הגנים. הגנים משועתקים ל-mRNA, וזה מתורגם לחלבונים המתקשרים ביניהם. הרפואה מתרכזת בעיקר בחולייה האחרונה. התרופות שאנחנו מכירים הן אסופות חומרים המשפיעים על חלבונים, מסייעים או מונעים את ההתקשרויות הללו. תהליך הפיתוח של תרופות עד היום היה מורכב מבחירת חלבון והפגזתו במיליוני מולקולות, כדי למצוא אחת או יותר שישפיעו על התקשרויות החלבון הזה. בקומפיוג'ן יצרו מודלים מתמטיים המסייעים בקיצור ושיפור תהליך הברירה של המולקולות האלה. התהליך מאפשר, במידת מה, לחזות אילו מולקולות ישפיעו על החלבון. התזה שלהם: אפשר לתת לתהליך תיאור מתמטי אמין, וכך גם לנבא תופעות. המשמעות המיידית תהיה קיצור זמן הפיתוח של תרופות, ייעולו והוזלתו. למרות ההכרזות החגיגיות בבית הלבן, פרוייקט מיפוי הגנום האנושי רחוק עדיין מלהסתיים. הצופן הגנטי האנושי כשמו כן הוא, צופן, והוא עדיין לא פוענח. "רק 4%-5% מרצף הגנום האנושי הוא הגנים עצמם, מסביר מעיין, "כל השאר זה הוראות פיענוח, רגולציה וזבל". הפיענוח הזה הוא הוא המטרה הגדולה. בקומפיוג'ן פיתחו מערכת תוכנה המנתחת מידע גנומי גולמי, ומנבאת עבורו מבנים גנטיים. "אנחנו בונים מעין אנציקלופדיה שאנחנו קוראים לה 'Gencarta', שהיא מפה של המבנים הגנומיים. אפשר להשתמש בחלקים מהמפות, לקחת למשל רק חומרים שקשורים לסוכרת ולחקור אותם. המערכת הזו כבר נמכרה לשתי חברות גדולות". בקומפיוג'ן משתמשים באותה מערכת ממש במעבדה הביולוגית של החברה, שם עובדים היום על כמה עשרות מולקולות - חלקן עם פוטנציאל תרפויטי. אל ה-"Gencarta" אנציקלופדיית הגנים, מקווים בחברה להוסיף את אנציקלופדיית החלבונים, ה-"Proteome", לשם כך הם נעזרים במעבדה של פרופ' אריה אדמון מהמחלקה לביולוגיה של הטכניון. "יש במעבדה מכשיר המזהה חלבונים", מספר ד"ר רון פינטר, בוגר הטכניון ועמית-הוראה בכיר בפקולטה למדעי-המחשב. "החלבונים מתאפיינים במסות ובמטען חשמלי. אנחנו מקבלים את המידע מהמעבדה, ובודקים אותו באמצעות כריית מידע וחתימה אל מול מילוני החלבונים הקיימים. אנו מחפשים דמיון בין יישויות, ומנסים לאתר מופעים של התכונות האלה במילוני החלבונים". להפריד את החלבוןהפרדה והשוואה של חלבונים בג'ל היא משימה קשה. בגלל אופיו הלא יציב של החומר המכיל, הג'ל, קשה מאוד לאתר את החלבון הנכון בשתי תמונות מקבילות. הטכנולוגיה של קומפיוג'ן מקצרת את זמן ההפרדה, ומאפשרת יישור  גן-צ'יפבגלל אופייה המיוחד של החברה ומיגוון המדענים הפועלים בה, פותחו בחברה עוד מוצרים - חלקם מרכזיים וחלקם "תוצרי לוואי" של מחקר לצרכים אתרים. כנרת סויצקי, מנהלת המעבדה ה"רטובה" בחברה, מספרת שזה לא היה פשוט. "התקופה הראשונה הייתה מאוד קשה עבורנו, הביולוגים", היא אומרת. "הבענו משיטות עבודה מאוד מסויימות, ברורות ומוכרות. המפגש עם אנשי המחשב והתיאוריות החדשות שלהם היה מאוד קשה עבורנו. לא לכולם היה ברור אם הסימולציות האלה במחשב יובילו למשהו ממשי". אנשי המעבדה הסתגלו לבסוף, וסויצקי מציגה בסיור במעבדה את הצ'יפ שפיתחו בקומפיוג'ן בשיתוף עם חברת מוטורולה, שהחלה לאחרונה בייצורו והפצתו בפועל. טכנולוגיית המצע של ה"צ'יפ הגנטי" עוצבה ותוכננה בקומפיוג'ן, ועל פי המפרט הזה מייצרת אותו מוטורולה. "על הצ'יפ המיוחד הזה יש כמה עשרות אלפי אתרים" מסביר פינטר, "מין מערך שבכל מקום עליו יש חתיכה מרצף שמייצב גן מסויים. אנחנו משתמשים בסמן רדיואקטיבי כדי לזהות את המיקומים, ואזשופכים דגימה אחת או יותר על המטריצה. על-פי נקודות ההיקשרות ניתן להבדיל בין ריקמה בריאה לריקמה חולה, וגם לאבחן את סוג החולי. הסימון הרדיואקטיבי מראה באופן ברור איפה הרקמה התחברה והאם החיבור הוא מלא או חלקי. מהלת הלוקמיה, למשל, היא למעשה שתי מחלות שונות, שלכל אחת מהן טיפול שונה. טיפול מוטעה לא יעשה כלום ועלול אפילו לפגוע בחולה. בעזרת הצ'יפ, ניתן להבחין בין שתי המחלות באופן מוחלט ולהבטיח טיפול נכון". הנבואה מתגשמתבאוקטובר 2000 פורסם בירחון "Nature Immunology" מאמר מאת פרופ' ג'ייסון סיסטר, שהוכיח לאנשי קומפיוג'ן - ולעולם האקדמי כולו - שהחברה נמצאת על המסלול הנכון. סיסטר חקר מולקולה שנובאה על-ידי המודל של קומפיוג'ן, והצליח לוודא את קיומה במעבדה ולקשור אותה לקולטן הקשור לדרך החדירה של נגיף האיידס לתא. קומפיוג'ן היא חלוצה עולמית בתחום הניבוי המחשובי המוחלט, והאימות של פרופ' סיסטר היה משמעותי. אבל הדרך עוד ארוכה, אומר ד"ר פינטר. "המערכת הגנטית מאוד מאוד מורכבת. כל הגילויים האלה עדיין מותירים אותנו רחוק מהנקודה האידיאלית, בה נוכל לקחת תא ולדעת מה תהיה ההתנהגות שלו דקה אחת קדימה. יש לנו עוד כמה עשרות שנים לפחות עד שנגיע לשם." בינתיים נהנים מדעני קומפיוג'ן מהתהליך. מאוד. ליאור מעיין מספר, שבימים שאין לו חשק ללכת לעבודה אשתו אומרת לו שהוא חוצפן. "אני חושש שהיא צודקת", הוא מודה, "אנחנו מתעסקים פה בנושא הכי מעניין בעולם, ואנחנו בחוד החנית של המחקר. זה בהחלט מקום מרגש לעבוד בו". מתוך "היי-טקניון" - מגזין בוגרי הטכניון, גיליון 18, ינואר-פברואר 2001 |