כל תא בגופנו מוקף בשכבת ממברנה (קרום) המבחינה בין תוכן התא לבין כל מה שמחוץ לו. את הממברנה חוצות תעלות רבות המאפשרות לחומרים להיכנס ולצאת מהתא. תעלות אשלגן, המהוות סוג מרכזי ונפוץ של תעלות אלו, מאפשרות מעבר של יוני אשלגן – אטומים טעונים חשמלית של אשלגן. תעלות אשלגן מופיעות בכל סוגי התאים והרקמות הביולוגיות ומהוות נדבך חשוב במגוון תהליכים כגון שמירת איזון החומרים בתא, קביעת רמת הפעילות של תאי עצב ותאי שריר ועוד. חומרים המשפיעים על פעילותן של תעלות אשלגן מסוימות, בין היתר על ידי חסימתן, עשויים לשמש בסיס לפיתוח תרופות שונות להסדרת קצב הלב, דיכוי כאב, עידוד הפרשת אינסולין ועוד. המחקר שלנו עסק בזיהוי חומרים שכאלה. אחד המאגרים הטבעיים הגדולים ביותר של חומרים המשנים את פעילותן של תעלות אשלגן מצוי בארס של חיות, כגון עקרבים. בארסו של כל עקרב מצויים מעל למאה חומרים שונים, אשר רובם משפיעים על מערכת העצבים של החיה הנעקצת. עשרות מהחומרים אלה, חלבונים קצרים הנקראים נוירוטוקסינים, משפיעים על מערכת העצבים על ידי חסימת תעלות אשלגן. עם זאת, למרות מחקר ארוך שנים, רק מספר מוגבל של נוירוטוקסינים כאלה מוכר לחוקרים. במחקר שלנו ניסינו לפתח מערכת יעילה לזיהוי ויצירה של חסמי תעלות אשלגן המבוססים על טוקסינים מארס של עקרבים. השתמשנו בשיטות מתקדמות לריצוף המידע הגנטי כדי לזהות את ההרכב המלא של החלבונים בבלוטת הארס של עקרב ישראלי שטרם נחקר, Buthacus leptochelys leptochelys. גילינו כי תכולת בלוטת הארס מורכבת מהצפוי: זיהינו לפחות 150 חלבונים קצרים החשודים כטוקסינים ומהם מעל 55 החשודים כטוקסינים החוסמים תעלות אשלגן. בעתיד נערוך אנליזה דומה לכלל העקרבים הישראליים. בנוסף, בנינו מערכת מלאכותית המאפשרת ייצור של טוקסיני עקרבים בשמרים. בשיטה זו, מופרש הטוקסין למצע הגידול במצבו הבוגר והפעיל. השיטה מאפשרת לחקור טוקסינים באופן מהיר ויעיל ולזהות את התעלות שאותן הם חוסמים. בשיטה זו, זיהינו ואפיינו, בין היתר, טוקסין שחוסם באופן בלעדי תעלות אשלגן אנושיות שחסימה שלהן עשויה לפגוע בהתפתחות תאי סרטן ממספר סוגים. כמו כן, בודדנו טוקסין ממשפחה חדשה של טוקסיני עקרבים המתאפיינת דווקא בפעילות על מגוון תעלות אשלגן. בשל הזיהוי של מאות רבות של גנים המקודדים לטוקסינים במסגרת מחקר זה, ניתן כעת לעקוב אחרי הכוחות האבולוציוניים אשר תרמן ליצירת מגוון הטוקסינים הגדול. מצאנו כי האזור בטוקסין האחראי לפעילותו הוא דווקא זה אשר משתנה מהר יותר במהלך האבולוציה. לכן אנו מסוגלים לחזות את אתרי הפעילות של טוקסינים חדשים בשימוש באנליזות ממוחשבות בלבד. בעזרת שילוב של השיטות הללו אנו חותרים להכנת טוקסינים בעלי פעילות רבה יותר וטוקסינים נוספים בעלי פעילות סלקטיבית.