שמעון וייס

שמעון וייס (נולד ב-20 במאי 1956) הוא פרופסור במחלקה לפיזיקה באוניברסיטת בר-אילן, רמת גן, ישראל. וכן פרופסור לכימיה, ביוכימיה ופיזיולוגיה באוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס, ארצות הברית. עבודתו מתמקדת בחקר תחום הביופיזיקה של מולקולות בודדות. שמעון וייס נולד בחיפה, ישראל. הוא סיים את לימודיו בטכניון - מכון טכנולוגי לישראל בשנת 1989 וביצע את מחקר הפוסט דוקטורט שלו במעבדות נוקיה בל בשנים 1989 ו-1990. בשנים 1990 עד 2001 היה חבר סגל במעבדה הלאומית לורנס ברקלי שבארצות הברית. משנת 2001 הוא פרופסור לכימיה, ביוכימיה ופיזיולוגיה באוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס כאשר משנת 2011 הוא פרופסור מן המניין. משנת 2015 הוא משמש כפרופסור לפיזיקה באוניברסיטת בר-אילן. שמעון וייס גם היה פרופסור אורח באקול נורמל סופרייר בשנים 2007 עד 2011, פרופסור אורח במחלקות הכימיה והרגולציה הביולוגית במכון ויצמן למדע בשנים 2007 עד 2015, עמית אורח במחלקה לפיזיקה יישומית במכון הטכנולוגי של קליפורניה בשנים 2010 ו-2014. כמו כן, היה פרופסור אורח לביו-הנדסה באוניברסיטת סטנפורד בשנת 2010, פרופסור אורח לפיזיקה באוניברסיטת גטינגן בשנים 2013 עד 2018 ועמית אורח במרכז ללימודים מתקדמים של אוניברסיטת מינכן. מחקרו של שמעון וייס מתמקד בחקר הביופיזיקה של מולקולות בודדות ובננו ביו-טכנולוגיה, תחומים שהוא ממייסדם. ביופיזיקה של מולקולות בודדות עוסקת בחקר הפעולות והאינטראקציות של ביומולקולות בודדות. בניגוד לשיטות קונבנציונליות בביופיזיקה, בהן נחקרים צברים של מולקולות ומתקבלות תכונות ממוצעות, ביופיזיקה של מולקולות בודדות מאפשרת לצפות בתכונות של כל מולקולה בודדת וחושפות מידע רב על המולקולות שלא היה ניתן לגלות אחרת. תחום זה מאפשר למדענים לענות על שאלות שלפני כן לא היה ניתן לענות אליהן ויש לתחום השפעה משמעותית ויישומים בתחומים רבים ומגוונים כגון אופטיקה קוונטית ופיזיקה של פולימרים. קבוצתו של שמעון וייס מתמקדת בפיתוח של כלים ושיטות לחקר ומדידה של תופעות ברמת המולקולה הבודדה. אלו כוללים פיתוח ושיפור שיטת מעבר אנרגיה בתהודה פלואורסצנטית במולקולות בודדות (smFRET), יישום של נקודות קוונטיות למדידה, ופיתוח של חיישנים המשלבים תכונות כמו יכולת מדידת פוטונים בודדים, רזולוציית זמן גבוהה ויכולות הדמיה רחבות-שדה. קבוצתו של שמעון וייס גם חוקרת את התהוותן והתפתחותן של גידולים סרטניים ברמת התא הבודד, תחת תנאים גנטיים וסביבתיים שונים. קבוצתו של שמעון וייס הייתה הראשונה לפתח ולהדגים את שיטת מעבר אנרגיה בתהודה פלואורסצנטית במולקולות בודדות (smFRET). ראשית הודגמה השיטה על מולקולות DNA נייחות על משטח ולאחר מכן הורחבה השיטה גם עבור מולקולות בתמיסה. בעזרת שיטה זו הצליחה קבוצתו של שמעון וייס למדוד מגוון רחב של תופעות כגון תגובות של קיפול חלבונים במולקולות בודדות והשלבים הראשונים בתחילת שעתוק על ידי האנזים RNA פולימראז. שיטה זו אומצה על ידי קבוצות מחקר רבות מאז פיתוחה. קבוצתו של שמעון וייס הייתה גם הראשונה להשתמש בנקודות קוונטיות עבור יישומים בביולוגיה. בשיתוף פעולה עם קבוצתו של פרופסור אליביסאטוס מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי הם פיתחו טכנולוגיה של שימוש בנקודות קוונטיות כגששים פלורצנטיים ביישומים ביולוגיים ואף הקימו את החברה Quantum Dot Corp אשר נמכרה לתרמו פישר סיינטיפיק. שימוש בנקודות קוונטיות בצורה זו הוכיח את עצמו כטוב יותר משימוש בצבעים כימיקלים קונבנציונליים. הם קטנים יותר, יציבים יותר, וניתן לכוונן את ספקטרום העירור שלהם. קבוצתו של וייס גם משתמשת בנקודות קוונטיות לפיתוח של חיישני מתח ננומטריים למדידת מתח בתאים ברמת החלקיק הבודד. הנקודות הקוונטיות עוררו מהפכה בתחום ההדמיה הביולוגית הן ביישומים מסחריים והן בתחום המחקר. אתר האינטרנט הרשמי של שמעון וייס (באנגלית) אתר האינטרנט הרשמי של שמעון וייס (באנגלית) שמעון וייס, באתר גוגל סקולר Ha T, Enderle T, Ogletree D, Chemla D, Selvin P, Weiss S. Probing the interaction between two single molecules: fluorescence resonance energy transfer between a single donor and a single acceptor. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1996; 93(13):6264-6268. Ha T, Ting A, Liang J, Deniz A, Chemla D, Schultz P, Weiss S., “Single-molecule fluorescence spectroscopy of enzyme conformational dynamics and cleavage mechanism”, Proceedings of the National Academy of Sciences 1999, 96 (3), 893-898. Deniz, A. A.; Dahan, M.; Ha, T.; Grunwell, J.; Faulhaber, A.; Chemla, D. S.; Weiss, S.; Schultz, P. G., “Single-pair fluorescence resonance energy transfer on freely diffusing molecules: observation of Förster distance dependence and subpopulations”, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1999, 96, 3670-3675. Deniz, A.A., Laurence, T.A., Beligere, G.S., Dahan, M., Martin, A.B., Chemla, D.S., Dawson, P.E., Schultz, P.G., and Weiss S., Single-molecule protein folding: Diffusion fluorescence resonance energy transfer studies of the denaturation of chymotrypsin inhibitor 2. Proc Natl Acad Sci U S A 2000, 97, (10), 5179-84. Michalet, X.; Weiss, S.; Jäger, M.; “Single-molecule fluorescence studies of protein folding and conformational dynamics”, Chemical reviews, 2006, 106 (5), 1785 Kapanidis A, Margeat E, Ho S, Kortkhonjia E, Weiss S, Ebright R. Initial Transcription by RNA Polymerase Proceeds Through a DNA-Scrunching Mechanism. Science. 2006; 314(5802):1144- 1147. Bruchez M, Moronne M, Gin P, Weiss S, Alivisatos A. Semiconductor nanocrystals as fluorescent biological labels. Science. 1998; 281(5385):2013-2016. Park K, Weiss S. Design Rules for Membrane-Embedded Voltage-Sensing Nanoparticles. Biophysical Journal, 2017 112(4), 703-713.