הפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן

סמינר מחלקתי Ayelet Lesman

30 במרץ 2015, 15:00

וולפסון 206

School of Mechanical Engineering Seminar
Monday, March 30, 2015 at 15:00
Wolfson Building of Mechanical Engineering, Room 206

Mechanical Interaction between Cells and their Surrounding 3D Fibrous Environments

Ayelet Lesman

Division of Chemistry and Chemical Engineering, California

Institute of Technology, Pasadena, CA.

Department of Molecular Cell Biology, Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel.

The forces cells apply to their surroundings control biological processes such as growth and migration. In the past 20 years, a number of experimental techniques have been developed to measure such cell tractions. These approaches have primarily measured the tractions applied by cells to synthetic two-dimensional substrates, which do not mimic physiological conditions for most cell types. Our work aimed at developing and applying an experimental technique for quantifying cellular forces in a natural, fibrous 3D gel matrix. The approach is based on confocal time-lapse imaging to observe cells and their surrounding matrix in three dimensions. We then use a digital volume correlation (DVC) approach to map the displacements of the matrix in space and time (x, y, z, and t). Tracking the movement of the matrix is a key step in this process. I describe two ways of tracking, either by embedding fluorescent particles in the gel or by directly imaging the fiber structure of the gel. The direct imaging approach allows to discern the local deformation or reorientation of the gel fibers in response to cellular forces (details we cannot achieve when using particles).

The 3D traction measurement approach is used to investigate how cells mechanically interact with the matrix in biologically relevant processes such as division, invasion and cell-cell interaction. During division, a single mother cell undergoes a drastic morphological change to split into two daughter cells. We find that tensile forces applied by dividing cells on the matrix, far from the cell body, oriented the cell division axis. Cell invasion into a 3D matrix is the first step required for cell migration in three dimensions, and is prerequisite for cancer metastasis. Using our direct approach of imaging matrix fibers to compute displacements, we find that cells generate large plastic deformation of the matrix by applying both pushing and pulling forces. Lastly, our measurements provide insight into mechanical communication between cells. We measured the propagation of displacements induced by contractile cells in fibrous gels and found that they are effective over longer distances than predicted by linear elastic models. Finite element simulations suggest that fiber buckling is a key feature of the fibrous network responsible for this effect. This helps rationalize our observations that cells separated by large distances (~100-200 microns) are coupled by aligned, dense fibers in tether-like bends. We suggest that cells may exploit the non-linear properties of the fibrous environment to communicate over long ranges by sensing the deformation induced by their neighbors.

כז באדר, תשע"ה

‏18 במרץ, 2015

לתלמידי הפקולטה שלום רב,

להלן הסבר והנחיות לעונת לימודי הקיץ תשע"ה, וכן מערכת השעות.

לא ישלח בדואר שובר לתשלום המקדמה לסמסטר קיץ.

ניתן לשלם את תשלום המקדמה לקיץ במידע האישי / תשלום בכרטיס אשראי.

תלמיד שירצה לשלם באמצעות שובר לתשלום בבנק יפנה במייל ל- im@tau.ac.il ויבקש שילחו אליו בדואר שובר לתשלום בבנק.

כמו כן ישלח בדואר אלקטרוני מידע מהיחידה לשכר לימוד הכולל פרטים על תקנות שכר הלימוד, גובה שכר הלימוד ותקנות הפסקות לימודים. הינכם מתבקשים לקרוא מידע זה בעיון בטרם תשלום המקדמה לסמסטר הקיץ.

את המקדמה ניתן יהיה לשלם החל מה-22 למרץ באמצעות כרטיס אשראי.

הרישום לקורסים יתחיל ב-19 לאפריל 2015, באמצעות טופס רישום לסמסטר קיץ. הרישום ייקלט במחשב רק לאחר תשלום המקדמה.

ניתן להירשם לקורסי הקיץ עד ה- 28.5.15. (לא יהיה רישום מאוחר לקורסים)

חייבים להירשם באופן רשמי באמצעות טופס הרישום לסמסטר קיץ, לאחר תשלום המקדמה.

לתשומת ליבכם, עקב ההערכות המיוחדת למעבדות בקיץ ומספר המקומות המוגבל, תלמיד שיירשם למעבדה לא יוכל לבטל את הרישום.

המעבדות באלקטרוניקה, ובבקרה תיפתחנה אם יירשמו אליהן 12 תלמידים לפחות. (מספר המקומות מוגבל לפיכך כדאי להקדים לשלם את המקדמה ולהירשם במזכירות סטודנטים. לא ניתן לשריין מקום ללא תשלום). לא ניתן להירשם ליותר ממעבדה אחת.
קורסי הקיץ יתחילו ב-27 ליולי. שימו לב למועדים בהם מתקיימים הקורסים, התרגולים והמעבדות.

על התלמידים לקחת בחשבון את הדברים הבאים:

מספר השעות השבועיות של כל קורס הוא כפול מאשר בסמסטר רגיל.
ככלל, התעריף לש"ס בסמסטר הקיץ גבוה מהתעריף בשנה"ל. שכר הלימוד, גם לתלמידי תואר ראשון, מחושב משכר הלימוד המלא ללא הפחתה.
השנה, לצערנו, לא תינתנה מלגות לתלמידים עבור הלימודים בקיץ.
לא ניתן לשנות מועד של הקורס, תרגול או מעבדה.

בברכה,

צוות מזכירות סטודנטים

אוניברסיטת תל-אביב - הפקולטה להנדסה

שנה"ל תשע"ה – סמסטר קיץ

שם התלמיד _______________________ ת"ז ______________________

כתובת _____________________________________________________

טלפון____________________ טלפון נייד__________________________

מגמת לימוד_________________________ שנה _____________________

סמן x	ת'	ש'	מס' קורס	מסגרת	שם הקורס
	17	16	0509.1829	101	פיזיקה 2
	18	16	0509.1829	101	פיזיקה 2
	12	11	0509.2801	201	מבוא להסתברות וסטטיסטיקה
	18	17	0509.2804	201	אנליזה נומרית
		07	0542.3791	301	תהליכי עיבוד - מעבדה
		08	0542.3791	301	תהליכי עיבוד - מעבדה
		07	0512.3542	301	מעבדת בקרה
		08	0512.3542	301	מעבדת בקרה
		09	0512.3542	301	מעבדת בקרה
		10	0512.3542	301	מעבדת בקרה
		11	0512.3542	301	מעבדת בקרה
		12	0512.3542	301	מעבדת בקרה
		08	0512.3592	301	אלקטרוניקה - מעבדה (2)
		09	0512.3592	301	אלקטרוניקה - מעבדה (2)
		07	0512.3593	301	אלקטרוניקה – מעבדה (3)
		05	0512.4092	301	מעבדה בזרימה ומעבר חום

חתימת התלמיד__________________ תאריך__________________

הוזן ע"י _______________________ תאריך__________________

מערכת שעות לסמסטר קיץ תשע"ה

החל מה - 26.7.15

26.7- ט באב- האוניברסיטה סגורה

בין התאריכים ה-23.8.15-28.8.15 האוניברסיטה סגורה לרגל חופשה מרוכזת

ייתכנו שינויים במערכת השעות

0509.1829 פיזיקה (2) ש' 4 + ת' 2

שיעור

16 א' 08:00-12:00 2.8,9.8,16.8,30.8

ג' 08:00-12:00 28.7,4.8,11.8,18.8,1.9

ה' 08:00-11:00 30.7,6.8,13.8,20.8,3.9

תרגיל

17 א' 12:00-14:00 2.8,9.8,16.8,30.8

ג' 12:00-14:00 28.7,4.8,11.8,18.8,1.9

ה' 11:00-12:30 30.7,6.8,13.8,20.8,3.9

תרגיל

18 א' 12:00-14:00 2.8,9.8,16.8,30.8

ג' 12:00-14:00 28.7,4.8,11.8,18.8,1.9

ה' 11:00-12:30 30.7,6.8,13.8,20.8,3.9

בחינה: מועד א' 8.9.15 בשעה 09:00 מועד ב' 7.10.15 בשעה 09:00

0509.2801 מבוא להסתברות וסטטיסטיקה ש' 3 + ת' 1

שיעור

11 ב' 08:00-11:00 27.7,3.8,10.8,17.8,31.8

ד' 08:00-11:00 29.7,5.8,12.8,19.8,2.9

ה' 14:00-16:00 30.7,6.8,13.8,20.8,3.9

תרגיל

12 ב' 11:00-12:00 27.7,3.8,10.8,17.8,31.8

ה' 16:00-17:30 30.7,6.8,13.8,20.8,3.9

בחינה: מועד א' 17.9.15 בשעה 09:00 מועד ב' 12.10.15 בשעה 09:00

0509.2804 אנליזה נומרית ש' 3 + ת' 1

שיעור

17 א' 15:00-18:00 2.8,9.8,16.8,30.8

ד' 12:00-15:00 29.7,5.8,12.8,19.8,2.9

ג' 15:00-17:00 28.7,4.8,11.8,18.8,1.9

תרגיל

18 א' 18:00-19:00 2.8,9.8,16.8,30.8

ד' 15:00-16:30 29.7,5.8,12.8,19.8,2.9

בחינה: מועד א' 8.9.15 בשעה 09:00 מועד ב' 7.10.15 בשעה 09:00

0542.3791 תהליכי עיבוד – מעבדה מ' 5 (10 מקומות בקבוצה)

פרופ' רבקין שמואל /מר זכריה לוין

07 ב' 08:00-13:00 בית המלאכה 27.7

ד' 12:00-17:00 008 תוכנה 29.7,5.8,12.8,19.8

08 ג' 08:00-13:00 בית המלאכה 28.7

ד' 12:00-17:00 008 תוכנה 29.7,5.8,12.8,19.8

0512.3542 מעבדת בקרה מ' 4 (12 מקומות בקבוצה)

פרופ' וויס גו'רג'

07 א' 08:30-12:30 202 כיתות הנדסה 2.8,9.8,16.8,30.8

א' 13:30-17:30 202 כיתות הנדסה 2.8,9.8,16.8,30.8

ב' 08:30-12:30 202 כיתות הנדסה 27.7,3.8,10.8,17.8,31.8

10 ב' 13:30-17:30 202 כיתות הנדסה 27.7,3.8,10.8,17.8,31.8

11 ג' 08:30-12:30 202 כיתות הנדסה 28.7,4.8,11.8,18.8,1.9

12 ג' 13:30-17:30 202 כיתות הנדסה 28.7,4.8,11.8,18.8,1.9

26.7 –ט' באב האוניברסיטה סגורה- יקבע שיעור השלמה

0512.3592 אלקטרוניקה – מעבדה (2) מ' 4 (40 מקומות בקבוצה)

פרופ' רוזין אריה

08 ב' 09:00-13:00 306 וולפסון 27.7,3.8,10.8,17.8,31.8,7.9,21.9

ה' 09:00-13:00 306 וולפסון 30.7,6.8,13.8,20.8,3.9,10.9,17.9

09 ב' 14:00-18:00 306 וולפסון 27.7,3.8,10.8,17.8,31.8,7.9,21.9

ה' 14:00-18:00 306 וולפסון 30.7,6.8,13.8,20.8,3.9,10.9,17.9

0512.3593 אלקטרוניקה-מעבדה (3) מ' 4 (44 מקומות בקבוצה)

ד"ר עמרני עופר

07 ג' 09:00-13:00 306 וולפסון 28.7,4.8,11.8,18.8,1.9,8.9,

ד' 09:00-13:00 306 וולפסון 29.7,5.8,12.8,19.8,2.9,9.9,16.9

0542.4092 זרימה ומעבר חום – מעבדה מ' 3 (27 מקומות בקבוצה)

05 ב' 09:00-12:00 270 וולפסון 27.7,3.8,10.8,17.8,31.8,7.9,21.9

ד' 09:00-12:00 270 וולפסון 29.7,5.8,12.8,19.8,2.9,9.9,16.9

בחינה: מועד א' 6.10.15 בשעה 09:00 מועד ב' 15.10.15 בשעה 09:00

כז באדר, תשע"ה

‏18 במרץ, 2015

לתלמידי הפקולטה שלום רב,

להלן הסבר והנחיות לעונת לימודי הקיץ תשע"ה, וכן מערכת השעות.

לא ישלח בדואר שובר לתשלום המקדמה לסמסטר קיץ.

ניתן לשלם את תשלום המקדמה לקיץ במידע האישי / תשלום בכרטיס אשראי.

תלמיד שירצה לשלם באמצעות שובר לתשלום בבנק יפנה במייל ל- im@tau.ac.il ויבקש שילחו אליו בדואר שובר לתשלום בבנק.

את המקדמה ניתן יהיה לשלם החל מה-22 למרץ באמצעות כרטיס אשראי.

הרישום לקורסים יתחיל ב-19 לאפריל 2015, באמצעות טופס רישום לסמסטר קיץ. הרישום ייקלט במחשב רק לאחר תשלום המקדמה.

ניתן להירשם לקורסי הקיץ עד ה- 28.5.15. (לא יהיה רישום מאוחר לקורסים)

חייבים להירשם באופן רשמי באמצעות טופס הרישום לסמסטר קיץ, לאחר תשלום המקדמה.

המעבדות באלקטרוניקה, ובבקרה תיפתחנה אם יירשמו אליהן 12 תלמידים לפחות. (מספר המקומות מוגבל לפיכך כדאי להקדים לשלם את המקדמה ולהירשם במזכירות סטודנטים. לא ניתן לשריין מקום ללא תשלום). לא ניתן להירשם ליותר ממעבדה אחת.
קורסי הקיץ יתחילו ב-27 ליולי. שימו לב למועדים בהם מתקיימים הקורסים, התרגולים והמעבדות.

על התלמידים לקחת בחשבון את הדברים הבאים:

מספר השעות השבועיות של כל קורס הוא כפול מאשר בסמסטר רגיל.
ככלל, התעריף לש"ס בסמסטר הקיץ גבוה מהתעריף בשנה"ל. שכר הלימוד, גם לתלמידי תואר ראשון, מחושב משכר הלימוד המלא ללא הפחתה.
השנה, לצערנו, לא תינתנה מלגות לתלמידים עבור הלימודים בקיץ.
לא ניתן לשנות מועד של הקורס, תרגול או מעבדה.

בברכה,

צוות מזכירות סטודנטים

סמינר מחלקתי

Setting Inventory Levels in Bike Sharing Networks

Dr. Sharon Datner – M.Sc. student

Abstract:

Bike-sharing systems allow people to rent a bicycle at one of many automatic rental stations scattered around a city, use them for a short journey, and return them at any other station in that city. A crucial factor in the success of such a system is its ability to meet the fluctuating demand for both bicycles and vacant lockers at each station. Setting the inventory levels of each station is a complicated task, due to the nature of users' behavior. If bicycles are not available at the desired origin of a user's journey, the user may either abandon the system, possibly use other means of transportation, or she may look for available bicycles in a neighboring station. If, on the other hand, a locker is not available at the destination, the user is obliged to find a station with available space in order to return the bicycle to the system. In this study we introduce a method to determine the inventory levels, who considers the interaction described between neighboring stations in the bike sharing network. Using a simulation based guided local search, we set inventory levels that would improve the systems' quality of service

This work was performed under the supervision of Prof. Michal Tzur and Dr. Tal Raviv.

ההרצאה תתקיים ביום שלישי 24/3/15, בשעה 14:00 בחדר 206, בנין וולפסון הנדסה, הפקולטה להנדסה, אוניברסיטת תל-אביב

24 במרץ 2015, 14:00

חדר 206 בניין וולפסון

19 מרץ 2015

בשנים האחרונות אחת השאלות הביולוגיות הנחקרות ביותר נוגעת לגורמים הקובעים את ארגון הגנים בתוך הגנום. במקרה של חיידקים ויצורים פרוקריוטים אחרים, קיים סדר וארגון המוכר היטב בספרות, אשר בא לידי ביטוי בצברים של גנים, המכונים אופרונים (Operons) וכוללים לרוב כמה גנים בעלי קשר תפקודי ביניהם. הגנים המקובצים באופרון יכולים, למשל, לקודד מספר חלבונים המשתתפים באותו תהליך (כגון פירוק של סוכר הלקטוז), ועל כן הם נתונים לבקרה משותפת כיחידה אחת. לעומת זאת, בגנומים של יצורים איקריוטים-עילאיים כגון בני-האדם, צברים פשוטים מסוג זה הם נדירים יחסית, והעקרונות של ארגון הגנום האיקריוטי נותרו מעורפלים במשך השנים.

כאשר נלקח בחשבון הקיפול התלת-ממדי של כרומוזומים, גנים הממוקמים רחוק זה מזה על רצף הדנ"א של אותו כרומוזום, או אף נמצאים על שני כרומוזומים שונים, עשויים להימצא קרובים זה לזה בגרעין התא. בזכות טכנולוגיות מדידה חדישות מן העשור האחרון, הצליח חֵקֶר הארגון התלת-ממדי של גנומים ביצורים איקריוטים, לעומת הארגון החד-ממדי, להביא ראיות לכך שארגון זה אינו אקראי ושיש לו חלק בתהליכי בקרה בתא. עם זאת, טרם הובנו המנגנונים הקובעים את הארגון המקיף של הגנום.

תבניות אוניברסיליות בגנום

לאחרונה, צוות מדענים בראשות ד"ר תמיר טולר מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית באוניברסיטת תל-אביב, שכלל את הדוקטורנט אלון דיאמנט מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית באוניברסיטת תל-אביב ואת פרופ' רון פינטר מהפקולטה למדעי המחשב בטכניון, חשפו עקרונות אוניברסאליים העומדים בבסיס הארגון הגנומי באיקריוטים. במחקר שפורסם בכתב העת Nature Communications, מציגים החוקרים תבניות בארגון התלת-ממדי של גנומים, המעידות על קשר חזק בין מיקומם של גנים לבין קשרי הגומלין התפקודיים ביניהם.

באמצעות ניתוח חישובי של נתונים ניסיוניים, הצליחו החוקרים להראות שמרחקים בין גנים במרחב גרעין התא תואמים למרחקים במרחב מתמטי המתאר את הפונקציונאליות של גנים. כלומר, גנים אשר יש ביניהם דמיון רב מבחינת התפקיד שלהם בתא צפויים להימצא קרובים בגרעין התא, ולהיפך – גנים אשר שונים מאוד זה מזה צפויים להימצא רחוקים. הניתוח המקיף כלל לראשונה את כל הגנים הידועים בחמישה גנומים איקריוטיים שונים, בהם אדם, עכבר, צמח ושני מיני שמרים, אשר מדידות של קיפול הדנ"א שלהם תועדו בשנים האחרונות. האנליזה כללה אלפי עד עשרות אלפי גנים בכל אחד מהיצורים. בכל המקרים נמצאה מידה מפתיעה של סדר וארגון בגנומים שנבדקו, ובהתאם לעקרונות זהים.

גנים קרובים-רחוקים

אחד האתגרים המרכזיים במחקר היה הגדרת ומדידת המרחק הפונקציונאלי בין גנים – כלומר, כיצד אפשר למדוד עד כמה זוגות של גנים דומים מבחינת התפקיד שלהם בתא. הגדרת מרחק זה היא שאפשרה את ההקבלה בין מרחקים עבור כל זוג גנים (שנמדדו בניסוי) במרחב הפיזי של התא מחד, לבין מרחקים במרחב הפונקציונאלי מאידך. לשם כך, הציעו החוקרים גישה חדשה המתבססת על השוואת רצפי הדנ"א של גנים שונים, והראו שאמת המידה שהציעו למדידת הדמיון בין הרצפים אכן מקבילה לדמיון בפונקציה של גנים בתא, על-סמך המידע שנאסף עד עתה במאגרי נתונים ביולוגיים.

הקריטריון להשוואת רצפי דנ"א מתבסס על תכונות של הקוד הגנטי, המשותף לכלל היצורים החיים. רצפי דנ"א מורכבים מ-4 סוגי נוקלאוטידים (Nucleotides), הניתנים להקבלה לאותיות בשפת אנוש. מאותיות הנוקלאוטידים ניתן להרכיב "מילים" שונות המכונות קודונים (Codons) – כל קודון מְקוֹדֵד חומצת אמינו אחת בחלבון, וכל רצף קודונים כאלה מתורגם לשרשרת חומצות המרכיבות חלבון שלם. אחת התכונות המעניינות של הקוד הגנטי, היא שניתן לקודד חלבונים הזהים בהרכבם ובתכונותיהם ע"י צירופי קודונים שונים, ומספר גדול מאוד של רצפים אפשריים יכולים לקודד את אותו חלבון. מבין הצירופים האפשריים הרבים, ניתן לראות לעתים קרובות העדפה לקידוד באמצעות קודונים מסוימים בגן (או אף באזור מסוים בתוכו), שתתבטא בשכיחות גבוהה יותר שלהם ברצף. השוואת השכיחות של הופעת קודונים ברצפים של גנים שונים – "אוצר המלים" של הגנים – אפשרה לחוקרים להגדיר את המרחק הפונקציונאלי המוצע במחקר.

חיזוי והבנת תפקידי הגנים

הממצאים האחרונים שופכים אור על עקרונות הארגון הגנומי ביצורים איקריוטיים ומעוררים תקווה לגבי יישומם במחקרים עתידיים, על מנת לשפר את השיטות להבנת הארגון המרחבי של גנומים, למשל בבניית מודלים תלת-ממדיים מדויקים יותר מן הנתונים הניסיוניים. הממצאים גם מאפשרים בניית מודלים של האבולוציה של הגנום ושל ארגונו ע"י ניתוח מספר מינים במקביל. נוסף על כך, ניתן ליישם את הגישה שהוצעה לצורך חיזוי והבנה של תפקידיהם של גנים, של אופן הביטוי שלהם ושל האבולוציה של תפקודם. בעתיד, ניתן לשער שהנדסה של גנומים תחייב התחשבות בהיבטים הנוגעים לארגון המרחבי שלהם, אשר יש לו חלק חיוני בבקרה על תהליכים בתא.