לפני כמה חודשים קיבל אור שגיא, 17, טלפון מן המעבדה של זוכת פרס נובל, פרופ' עדה יונת, ונשאל אם הוא רוצה לעשות פרויקט משותף. שגיא נאלץ לסרב בצער, כי בדיוק הוא התקבל בהליך מזורז לתוכנית לימודים יוקרתית באוניברסיטת תל אביב בלי שהגיש כלל בקשה. האוניברסיטה, שלא רצתה לאבד אותו, הגמישה את כלליה במיוחד כדי לכלול בתוכנית עוד סטודנט אחד, סטודנט צעיר במיוחד, שכבר פרסם טור בכתב העת "Science".
בחייו המקצועיים, הקצרים והעשירים הגיע שגיא לפריצת דרך מעניינת: הרעיון לחבר זן ייחודי של חיידקים מגנטיים עם זיכרון מגנטי. איש לא חשב לפניו על החיבור הזה, שיכול לשנות מן היסוד את עולם אגירת המידע הדיגיטלי ולשלב לראשונה יצורים חיים במערכות מחשוב מסחריות. אינטל והאוניברסיטה העברית כבר הרימו את הכפפה והן מנסות להעביר את הרעיון שלו לפסים מעשיים.
בראיון ל"פירמה" מספר העילוי הצעיר על הרגע שבו נבט הרעיון. "במסגרת השתתפותי בפרויקט 'מדעני וממציאי המחר', צוותתי למעבדתו של ד"ר רותם שורק ממכון ויצמן. ד"ר שורק הכיר לי את החיידקים המגנטיים, וחשבנו שיהיה נחמד למצוא כאלה בישראל, כי הם מעולם לא נמצאו כאן".
חיידקים מגנטיים מוכרים לעולם מאז שנות השבעים של המאה הקודמת, אך המחקר בהם היה מוגבל עד כה ולא היה להם יישום שימושי. חיידק מגנטי הוא חיידק שיודע לסנתז בתוכו גביש עם מאפיינים מגנטיים, ואז הם משמשים כמעין מצפן קטן וחיידקי. כדי להפיק חיידקים כאלה ממקור מים, יוצרים שדה מגנטי סביב דגימת מים ומחכים לראות אם לפתע הולכים ונצמדים אל אחד הקצוות של השדה תאים חיים או מתים. שגיא ושורק ניסו להפיק חיידקים מחמישה מקורות מים שונים, כולל מים המלח, אך לא הצליחו. הפרויקט כמעט הסתיים בהכרזה על כישלון, או יותר נכון על ממצא צנוע שאין חיידקים מגנטיים במקורות המים בישראל, לפחות לא כאלה שניתן להפיקם בשיטות שבהן הופקו ממקורות מים עד היום.
אולם לילה אחד, בעודו מתהפך על משכבו, חשב שגיא על חיידקים מגנטיים. אחר כך חשב על דברים מגנטיים אחרים, למשל על קלטות שהזיכרון שבהן מבוסס על סלילים מגנטיים. בשלב כלשהו הוא תהה אם ניתן להפיק זיכרון מגנטי כזה תוך שימוש בחיידקים במקום בגבישים מגנטיים רגילים, אם יכול להיות לכך יתרון יישומי כלשהו. "באותו לילה כבר שלחתי מייל למנחה שלי, ד"ר שורק", אומר שגיא. "לא הייתי בטוח אם הוא יענה לי בכלל. אך הוא ענה תוך כמה דקות".
- מה הוא ענה? הבין מיד את הפוטנציאל?
"הוא ענה שמדובר במדע ממש מגניב (או יותר נכון, 'Really Cool Science' - מתברר שגאונים ישראלים מתכתבים זה עם זה במייל באנגלית) והציע שאחשוב על זה עוד קצת. ואז, במשך כמה שבועות, העלינו יחד רעיונות ויישומים, עד שהגענו לרעיון שהייתי מרוצה ממנו, אם כי הוא עדיין תיאורטי בלבד, לפני הוכחת היתכנות".
וזה הרעיון: "היום, אם מייצרים מכונה לשכפול של מדיה דיגיטלית, למשל דיסקים, נהיה מוגבלים להפקה של דיסק אחד בכל רגע נתון, בכל מכונת צריבה. לכן הפרוצדורה אטית, יחסית. לעומת זאת, חיידקים יכולים להשתכפל באופן אקספוננציאלי (מעריכי). נניח שקיימת מדיה דיגיטלית, שבה נוכחותו של חיידק מגנטי מייצגת '1', ולעומת זאת, כשאין חיידק נקרא הדבר '0'. כעת ניקח מטריצה מרובת תאים ונתחיל לשבץ בה חיידקים מגנטיים על פי הצורך. בתאי המטריצה שבהם אנחנו רוצים לקרוא "1" נשים חיידק, והתאים האחרים יישארו ריקים. כך, המטריצה הזו יכולה לייצג כל מידע דיגיטלי - טקסט, מוזיקה או תוכנה".
מצמידים על גבי המטריצה הראשונה עוד מטריצות מאותו הסוג, ללא חיידקים. כששתיהן מונחות בדיוק זו על זו, יש אפשרות למעבר של החיידקים בין התאים כלפי מעלה ומטה, אבל לא הצדה. "ממלאים את הכלי במזון לחיידקים", ממשיך שגיא. "בתא שבו ישנו חיידק הוא יתרבה ויתפשט לתא שמעליו ולזה שמעליו, עד לסוף הערימה. לעומת זאת, בתאים שבהם אין כלום, לא יקרה דבר.
"לבסוף נמצא בחדר עשרות רבות של מטריצות, שבכל אחת מהן יש חיידקים אך ורק במקומות הנכונים. כל המטריצות הללו מייצגות בדיוק את המידע שבמטריצה המקורית. אם נסרוק אותן בקורא מגנטי נוכל לשחזר בדיוק את המידע שהיה במטריצה המקורית, בין אם מדובר במוזיקה, בטקסט, בתוכנה או בכל מידע דיגיטלי אחר".
600 דולר מאינטל
"יש לטכנולוגיה הזו כמה יתרונות", אומר שגיא. "היא מאפשרת לשכפל מידע מהר יותר, כנראה בזול יותר ובפחות התערבות של כוח אדם, מאשר שכפול של דיסק, למשל".
לאחר שהחיידק סיים להשתכפל ולסנתז את המגנט אין עוד צורך להאכיל אותו או לדאוג לקיומו. חי או מת - הוא יהיה מגנטי באותה המידה. כאן יתרונו של הפתרון - כשמייצרים אותו יש לו יתרונות של שכפול אקספוננציאלי, אך כשרוצים להשתמש בו הוא סתם חומר דומם, יבש, לא מפחיד ולא מסוכן.
- היכן נוכל לראות את הטכנולוגיה הזו בחיינו?
"הטכנולוגיה הזו רלוונטית לכל מקרה שבו רוצים לייצר מהר מאוד הרבה עותקים ממשהו, אבל רק סדרה אחת או סדרות בודדות ממנו, כך שאין טעם להקים פס ייצור עבורו. דיסק או סרט הם דוגמה קלאסית. אילו היינו ממציאים את הטכנולוגיה הזו כשבעולם היה נהוג עדיין לשכפל מוזיקה וסרטים על גבי דיסקים, היא הייתה יכולה להיות שימושית מיד, אבל זה שוק בירידה. אולם גם היום הטכנולוגיה הזו יכולה להיות שימושית, למשל לשכפל יחידות מחשוב זעירות, שאמורות לשלוט במכשירי החשמל החכמים של העתיד, כמו בשלט לטלוויזיה, למקרר או למכונת הכביסה, וזה שוק בעלייה. הצרכן לא אמור לדעת שיש חיידק בתוך השלט של הטלוויזיה. מבחינתו זה אותו שלט חכם, אבל הייצור זול יותר וזמן ההגעה לשוק מהיר יותר".
- לאילו צרכים היה נהוג להשתמש בחיידקים הללו?
"החיידקים הללו מרתקים את המדע במגוון תחומים. אפשר להשתמש בהם לניקוי שפכים, כשהחלק החי אחראי לאיתור ולזיהוי החומר המזהם, ואז מושכים אותם לאן שרוצים בעזרת המגנט. משתמשים בהם גם למשחקים. למשל, גרמו להם לגרור בלוקים גדולים - משימה קלה עבורם כשהם בקבוצות גדולות. אולי הם יוכלו לשמש גם בתחום הבריאותי, למשל להנחיית תרופות לגידולים - מחדירים מגנט לתוך הגידול, והחיידק, המצויד בתרופה, יכול להימשך אליו".
כבר היום משתמשים באופן מחקרי בחיידקים הללו ככלי להחזרת דנ"א לתוך תאים, כדי ליצור תאים מהונדסים גנטית. כמו כן, ניתן ליצור מהם נוגדנים מגנטיים, אשר נקשרים לקולטנים מסוימים בגוף וכך מסמנים תאים ספציפיים (למשל תאים סרטניים) במגנט. עדיין קשה להשתמש בהם ליישומים תעשייתיים, כי הם לא מתרבים במהירות רבה מאוד יחסית לחיידקים אחרים. הגשמת החלום התעשייתי סביבם תלויה בשיבוט של חלקים מן הגנום המגנטי שלהם לתוך חיידקים מהירי שכפול, כמו E Coli. כך יהיה חיידק מהיר שכפול שגם מצליח לייצר גבישים מגנטיים, והדרך ליישום התעשייתי תהיה סלולה.
חברת אינטל, בשיתוף עם האוניברסיטה העברית, החליטה לנסות ולהפוך את הרעיון של שגיא ושורק למציאות. "הם רכשו עבורי חיידקים ב-600 דולר", אומר שגיא. "600 דולר זה לא הרבה עבור אינטל, אבל ברמת המחויבות לפרויקט יש הבדל גדול בין 600 דולר לבין 0". זאת ועוד: "הם עובדים על הפרויקט עם כמה מהנדסים שלהם, מנסים להגיע לאבטיפוס עובד - בדיוק לפני שנפגשנו עניתי להם על כמה מיילים".
- רשמת פטנט על הטכנולוגיה?
"לא, כי פטנט זה יקר ועוד לא ברור מה ייצא מהפרויקט. אני זורם עם זה".
- מכון ויצמן ויתר על האפשרות לרשום פטנט? זה לא נשמע אופייני להם. אולי זה אומר שהם לא חושבים שיהיה מוצר?
"אני באמת לא יודע. אם יהיה מוצר זה יהיה נהדר ואם לא - לא נורא".
- סיכמת עם אינטל והמכון איך תתחלקו בכסף, במידה שהרעיון יהפוך ללהיט?
"לא דיברנו על כסף, ואני לא בעסק בשביל ההזדמנות לעשות כסף, אלא כדי ללמוד ובשביל הסיכוי שהמוצר הזה, שהמצאתי באמצע הלילה, יהפוך לממשי".
יומנו של חנון
אור שגיא נראה בדיוק כפי שהייתם מדמיינים. חנון צעיר. תפיסתו המהירה בולטת. הוא מבין שאלות במהירות מלחיצה, וגם בדיחות. הוא מנומס וצנוע בהתנהגותו ובגינוניו, אך ניכר כי הוא מכיר בערך עצמו ולא מהסס לספר על הצלחותיו. "בבית תמיד תמכו בי ופרגנו לי", הוא מספר, "יש לי שלוש אחיות, כולן מחוננות, כל אחת בתחום אחר. ההורים שלי מתחום ההיי-טק. לפני עשר שנים אמא עשתה הסבה להוראת המדעים, והיום היא מרצה באוניברסיטת חיפה ובמכון ויצמן.
בילדות תמיד שאלו אותי שאלות ועודדו אותי לשאול. מאז שאני קטן הייתי סקרן, אבל אם היית שואלת אותי לפני שלוש שנים, לפני שכל העניין המחקרי הזה קרה, הייתי אומר לך שאהיה מתכנת, כמו ההורים שלי. הייתי בתוכנית מחוננים מכיתה ד', אחר כך למדתי תקופה בארה"ב כי אבא שלי עבד בסטארט-אפ בעמק הסיליקון. אמא שלי רצתה שנחזור ובהתחלה לא רציתי, אבל היום אני מרוצה. בית הספר שלי בעמק חפר (שגיא הוא תושב בית יצחק - ג"ו) טוב כמו בית הספר בפאלו אלטו ונתן לי הזדמנויות דומות.
"לקחתי חלק בתחרות של אינטל בישראל ועברתי גם לתחרות העולמית של החברה. שם זכיתי להכרה מארגון המדע והטכנולוגיה של סין, שבחר בפרויקט הזה מתוך יותר מאלף פרויקטים ונתן לי פרס של 3,000 דולר", הוא מוסיף. "כמו כן, היה לי מאוד נחמד שהפרויקט נבחר כאחד הפרויקטים בתחרות שעשו בהשראתם עבודת אמנות".
בכנס TEDx, שהתקיים בדצמבר האחרון בירושלים, הרצה שגיא על המצאתו החדשה. "זו סגירת מעגל בשבילי", הוא מספר, "כי רעיון שלי הוביל להעלאת שור חי על הבמה של TED בהרצאתו של ליאור צורף על חוכמת ההמונים, בשנה שעברה. הוא ביקש רעיון פשוט להדגים את חוכמת ההמונים, והצעתי את הרעיון של ניחוש משקל השור, שהוא בדרך כלל מדויק יותר כשהמנחשים הם המון ולא אדם יחיד. הוא קיבל את הרעיון שלי והוא מאוד מפרגן לי בעניין".
אף על פי שמעולם לא למד ביולוגיה בצורה מסודרת, פרויקט החיידקים הוא השני שלו בתחום זה. "עשיתי חלק קטן ממחקר שעתיד להתפרסם בקרוב על וירוסים שנותנים 'מתנות' גנטיות לחיידקים שיש לנו במעיים. קיימים וירוסים שתוקפים חיידק ומטמיעים בתוכו גנום ששייך לווירוס, כדי שהחיידק ישכפל אותו. שני דברים לא טובים יכולים לקרות אז לווירוס - שהחיידק ימות או שהחיידק ינסה להיפטר מחתיכת הגנום הווירוסית. לכן לפעמים הווירוס נותן לחיידק 'מתנה' גנטית, שעוזרת לשרידות החיידק וגם ל'רצון' של החיידק לשמר את הווירוס הזה. למשל, הם מעבירים לחיידקים עמידות לאנטיביוטיקה. כתבתי תוכנה קטנה שתבדוק את זה. זה חלק קטן ממאמר שאמור להתפרסם בכתב העת הכי חשוב בתחום".
- כתבת גם טור ב"Science".
"מודה באשמה. זכיתי שכתבת דעה קטנה שלי תתפרסם ב-'Science', בגיליון הראשון של 2012, בבמה שניתנה לחוקרים צעירים להגיד איך הם רואים את עתיד המדע. ב'חוקרים צעירים' הם כנראה התכוונו לדוקטורנטים או דוקטורים, אבל לשמחתי הודיעו לי שהחיבור שלי התקבל".
- מה כתבת שכל-כך הרשים אותם?
"כתבתי שמצד אחד, נראה כאילו לחוקרים בדור שלי יש פחות מה לחקור כי כל הדברים המעניינים כבר נחקרו בעבר, ומה שאיפשר זינוקים במדע היו פיתוחים טכנולוגיים, אבל היום קשה לשים את האצבע על טכנולוגיה שהחוקרים אומרים 'הו, לו רק הייתה לי כזו הייתי יכול לראות ולדעת המון'. אבל זו אליה וקוץ בה, או יותר נכון קוץ ואליה בו, כי אם יש כל הכלים הטכנולוגיים, אז כל האפשרויות פתוחות, וכעת מגיע העידן של האינטרדיסציפלינריות, השילוב בין כמה תחומים - כמו למשל המחקר שלי".
תשובה שלילית לכלת פרס נובל
אנחנו יושבים בבית הקפה של אוניברסיטת תל אביב, והמלצרית לא יכולה להסתיר את סקרנותה וניגשת אלינו. "מי אתה ומה עשית שהיא רושמת את מה שאתה אומר?", היא שואלת.
אנחנו מספרים כי שגיא המציא שיטה חדשה לשכפול של זיכרון דיגיטלי באמצעות חיידקים. עיני המלצרית כמעט יוצאות מחוריהן. "אז אתה מהגאונים האלה? בטח תהיה מיליונר! אני יכולה להכיר לך חברה שלי?".
הקישור האוטומטי של המלצרית בין המחוננות של שגיא לכסף ולבחורה מראה כמה שונה להתבגר היום כחנון מאשר לפני שני עשורים. שגיא לא מוטרד כהוא זה מהתואר מחונן או אפילו "מחונן-על", כמו שנקראים החוקרים הצעירים בפרויקט "מדעני העתיד", שהקים הנשיא שמעון פרס, ובו למד שגיא עד ש"נחטף" לאוניברסיטה. "אומרים שיש לי גם כישורים בין-אישיים מצוינים", הוא מסביר. "ואפילו כשהרציתי לאחרונה אמרו לי שאני בכלל צריך להיות שחקן".
- אתה עוסק בהרבה דברים.
"נכון. ה'בעיה' שלי היא שיש לי המון אפשרויות פתוחות, לפעמים יותר מדי. פרופ' עדה יונת הציעה לי עכשיו לבצע מחקר במעבדה שלה, אבל אני לא יכול כי התקבלתי לתוכנית הבין-תחומית למצטיינים באוניברסיטת תל אביב (תוכנית מיוחדת ע"ש עדי לאוטמן ז"ל - ג"ו). אני הסטודנט ה-16 בתוכנית שמכילה בדרך כלל רק 15 סטודנטים בשנה, והיו צריכים אישור מיוחד של הרקטור כדי להכניס אותי. בכלל לא ביקשתי להירשם. ראש התוכנית ל'נוער שוחר מדע' באוניברסיטת תל אביב ביקשה את האישור עבורי".
- אתה בן 17, המון אפשרויות פתוחות בפניך. זה קצת מבאס כשמתבגרים וחלקן נסגרות.
"אני לא חושב ככה. המקצוע שאני בוחר עכשיו לא חייב להגדיר את כל החיים שלי, אבל המטרה שלי עכשיו בשנה הזו, עד שאלך לצבא, היא לגלות מה בעצם אני אוהב לעשות".
- ואתה הולך לצבא כרגיל? לא מרגיש שזה עוצר את מסלול ההתקדמות שלך?
"ודאי. אני הולך לצבא ומחפש את המקום שבו אוכל לתרום הכי הרבה וגם להיתרם הכי הרבה".
- אתה נערך רגשית ליום שבו כבר תבלוט פחות כילד פלא?
"אני לא יודע. אני לא חושב על זה".
- אתה חושב שהאינטליגנציה שלך וכל תשומת הלב הזו יעזרו לך להיות מאושר בחיים?
"אני מניח שזה לא יזיק. עד עכשיו חייתי רק פעם אחת, אז אני לא יודע מה האלטרנטיבה".
הכתבה המלאה - במגזין פירמה
כתבות
ני"ע
