תאי דם לבנים מסוג T הם מרכיב קריטי של מערכת החיסון הנרכשת (שמתפתחת במהלך החיים) בהגנה על הגוף מפני פתוגנים כגון חיידקים ווירוסים. תאים אלו מזהים את הפתוגנים במהירות באמצעות מגע עם תאים המציגים אנטיגנים (חלקיקים השייכים לפתוגנים). הם עושים זאת בעזרת קולטן ששמו T Cell Receptor) TCR) שנמצא על הממברנה שלהם. כאשר גורם זר פולש לגוף, ה-TCR מופעל ומעביר מידע על הפעלתו לתוך תא ה-T באמצעות יצירת שרשרת אירועים ביוכימיים. שרשרת זו מובילה ליצירת צברי חלבונים המתאספים על ממברנת התא ואחראיים לקלוט את המידע מה-TCR ולהפעיל את התגובה החיסונית המתאימה למיגור הפולש; למשל, הפרשת חלבונים ופפטידים (חלקי חלבונים) שמפעילים תאים אחרים של מערכת החיסון. התגובה המהירה והספציפית של תאי ה-T לפתוגנים ויכולתם להפריד בין גורם זר לעצמי הן אלו שמאפשרות לגוף להיאבק בשלל פתוגנים שונים. בנוסף, כשתא הופך סרטני הוא עשוי להציג פפטידים שמורכבים מחלבונים שעברו מוטציות, וכשתאי ה-T מזהים אותם הם משמידים את התא וכך נלחמים בגידולים. הבנתנו את דרכי ההפעלה של תאי ה-T לוקה עדיין בחסר, ועשויה לסייע רבות בטיפול במחלות כגון סרטן, זיהומים ומחלות אוטואימוניות (שבהן מערכת החיסון תוקפת את הגוף). במחקר זה פיתחנו שיטת מיקרוסקופיה אופטית שמאפשרת לנתח את צברי החלבונים שמפעילים את תאי ה-T ברזולוציה ננומטרית. גילינו כי הצברים הללו נוצרים כבר במגע הראשוני של תאי ה-T עם התאים מציגי האנטיגנים. זאת בניגוד לתפיסה הרווחת בתחום הגורסת כי נדרש מגע הדוק ונרחב ביניהם. לפיכך, התערבות תרופתית, במחלה זיהומית למשל, כבר בעת היווצרות צברי החלבונים עשויה להיות אפקטיבית ביותר בקביעת מידת הפעלת תאי ה-T. בנוסף, גילינו כי צברי החלבונים מתארגנים בסקלה ננומטרית, במבנים היררכיים ומסודרים למחצה. ארגון זה מסייע לתאי ה-T לייצר יחידות עיבוד אותות קטנות (ננומטריות), מרובות, מבוזרות ואוטונומיות, וכך מאפשר להם לשתף פעולה במהירות עם חלבונים וקולטנים נוספים שנדרשים להפעלתם החיסונית. כמו כן הצלחנו להראות את ההתארגנות המרחבית של תאי ה-T – כלומר את תנועתם בסינפסה האימונית (שטח המגע בינם לתאים מציגי האנטיגנים) – באמצעות סימולציה ממוחשבת שפיתחנו, הנשענת על מודלים פיזיקליים מתחום המכניקה הסטטיסטית. כעת סימולציה זו, בדומה לשיטת המיקרוסקופיה האופטית שפיתחנו, יכולה לסייע בחקר מנגנוני התנועה וההפעלה של תאי גוף נוספים. לסיכום, ממצאים אלו חושפים מנגנונים מולקולריים של הפעלת תאי ה-T המגנים על גופנו, וכך עשויים לסייע בתכנון טיפולים למחלות רבות שבהן תפקודם אינו תקין או אינו מספק.