פרופ' אסף אבישי גלעד

מחקרו של פרופ׳ אסף גלעד משלב ביולוגיה סינתטית, הנדסת חלבונים, הנדסה מולקולרית וביוקטליזה במטרה ליצור מערכות ביולוגיות מתוכנתות ליישומים ברפואה ובביוטכנולוגיה. המעבדה משלבת עקרונות מהנדסה, ביולוגיה מולקולרית ושיטות חישוביות לתכנון חלבונים, מעגלים גנטיים ומערכות תאיות.

אחד מכיווני המחקר המרכזיים הוא פיתוח מערכות ביולוגיות המגיבות לשדות אלקטרומגנטיים (EMFs). בהשראת חלבון מגיב-לשדה מגנטי שמקורו בדג השפמנון הזכוכיתי (Kryptopterus vitreolus), המעבדה מפתחת מתגים מולקולריים המקודדים גנטית, המאפשרים שליטה מרחוק בפעילות חלבונים ובביטוי גנים, עם פוטנציאל ליישומים בשליטה לא פולשנית בתאים ובממשקים ביו-אלקטרוניים.

המעבדה מפתחת גם חיישנים ביולוגיים להדמיה, הממירים אותות מולקולריים או סביבתיים לאותות הניתנים למדידה. בין היתר, אנו מפתחים חלבונים מהונדסים הקושרים גדוליניום ומייצרים אותות פלואורסצנטיים וניגוד ב MRI, וכן גנים מדווחים  ל-MRI, המתוכננים באמצעות הנדסת חלבונים ושיטות חישוביות לצורך הדמיה לא פולשנית של תאים מהונדסים ותהליכים ביולוגיים.

באופן רחב יותר, המעבדה מפתחת גישה הנדסית לביולוגיה מתוכנתת, הכוללת מחשוב ביולוגי, ארכיטקטורות גנטיות וביו-AI, חומרים ביולוגיים מהונדסים, מערכות ביולוגיות הנשלטות מגנטית, ממשקים ביו-אלקטרוניים וביוקטליזה.

פרופ׳ אסף גלעד הוא פרופסור מן המניין בבית הספר להנדסה ביו-רפואית באוניברסיטת תל אביב. לאחר יותר משני עשורים בארצות הברית, שב לישראל לאחר שכיהן כחבר סגל באוניברסיטת ג׳ונס הופקינס ובאוניברסיטת מישיגן סטייט.

הוא קיבל תואר B.A. בביולוגיה מהטכניון – מכון טכנולוגי לישראל, ותוארי M.Sc. ו-Ph.D. במדעי החיים ממכון ויצמן למדע. את השתלמות הבתר-דוקטורט ביצע באוניברסיטת ג׳ונס הופקינס, שם הצטרף לסגל בשנת 2007 והתקדם לדרגת פרופסור חבר. בשנת 2017 הצטרף לאוניברסיטת מישיגן סטייט כפרופסור מן המניין בפקולטה להנדסה.

פרופ׳ גלעד פרסם יותר מ-100 מאמרים מדעיים ומחזיק במספר פטנטים בתחומי הביולוגיה הסינתטית, ההדמיה המולקולרית והנדסת מערכות ביולוגיות. המעבדה שלו באוניברסיטת תל אביב משלבת ביולוגיה סינתטית, הנדסה מולקולרית, תכנון חישובי וביוקטליזה לפיתוח טכנולוגיות ביולוגיות חדשות בתחומי הרפואה, הטכנולוגיה וההנדסה הסביבתית

1. Al-Hilfi A, Castellanos Franco EA, Grady CJ, Mohanta Z, McMahon MT, Bazayeva M, Li Z, Merz KM Jr, Gilad AA. Biocatalytic Construction of a Chemical Exchange Saturation Transfer Magnetic Resonance Imaging Nucleoside Probe: Synthesis and Evaluation of 5-Methyl-5,6-Dihydrothymidine. Advanced Synthesis & Catalysis. 2026;368(1):e70200. doi:10.1002/adsc.70200.
2. Castellanos Franco EA, Radawiec R, Slaviero A, Grady CJ, Ricker B, Pelled G, Hochgeschwender U, Kim T, Gilad AA. Magneto-Photonic Gene Circuit for Minimally Invasive Control of Gene Expression in Mammalian Cells. ACS Omega. 2026;11(10):16765–16774. doi:10.1021/acsomega.5c13335.
3. Lee HD, Grady CJ, Krell K, Strebeck C, Al-Hilfi A, Ricker B, Linn M, Xin NY, Good NM, Martinez-Gomez NC, Gilad AA. A novel protein for bioremediation of gadolinium waste. Protein Science. 2025;34(4):e70101. doi:10.1002/pro.70101.
4. Ricker B, Castellanos Franco EA, de Los Campos G, Pelled G, Gilad AA. A conserved phenylalanine motif among teleost fish provides insight for improving electromagnetic perception. Open Biology. 2024;14(7):240092. doi:10.1098/rsob.240092.
5. Grady CJ, Castellanos Franco EA, Schossau J, Ashbaugh RC, Pelled G, Gilad AA. A putative design for the electromagnetic activation of split proteins for molecular and cellular manipulation. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2024;12:1355915. doi:10.3389/fbioe.2024.1355915.
6. Ricker B, Mitra S, Castellanos EA, Grady CJ, Woldring D, Pelled G, Gilad AA. Proposed three-phenylalanine motif involved in magnetoreception signalling of an Actinopterygii protein expressed in mammalian cells. Open Biology. 2023;13(11):230019. doi:10.1098/rsob.230019.
7. Petersen ED, Lapan AP, Castellanos Franco EA, Fillion AJ, Crespo EL, Lambert GG, Grady CJ, Zanca AT, Orcutt R, Hochgeschwender U, Shaner NC, Gilad AA. Bioluminescent Genetically Encoded Glutamate Indicators for Molecular Imaging of Neuronal Activity. ACS Synthetic Biology. 2023;12(8):2301–2309. doi:10.1021/acssynbio.2c00687.
8. Bricco AR, Miralavy I, Bo S, Perlman O, Korenchan DE, Farrar CT, McMahon MT, Banzhaf W, Gilad AA.A Genetic Programming Approach to Engineering MRI Reporter Genes. ACS Synthetic Biology. 2023;12(4):1154–1163. doi:10.1021/acssynbio.2c00648.