כוכבי לכת, סרטן ותגובות כימיות: פרסי וולף 2017

פרס וולף הוא הפרס היוקרתי ביותר המוענק בישראל. הוא מוענק בכל שנה בחמישה תחומים במדעים ובאמנות למדענים מכל רחבי העולם. השנה מוענק הפרס בכימיה, פיזיקה, רפואה, מתמטיקה ואמנות. שמות הזוכים הוכרזו הערב (שלישי) והפרסים עצמם, בסך 100 אלף דולר בכל תחום, יוענקו בטקס בכנסת בחודש יוני.

עוד כתבות באתר מכון דוידסון, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן:

האם עגבניות מהמקרר פחות טעימות?

מערכת החיסון נגד אלצהיימר

מחקר: גם חצי אמת היא שקר

האדמירלית של מדעי המחשב

כימיה: לפתוח את הקשרים

חומרי הדלק ותרכובות הנפט הגולמי הם חומרי מוצא חשובים בתעשיות רבות, בעיקר ייצור פלסטיק ופולימרים שונים. התרכובות האלה מורכבות משרשראות של אטומי פחמן, שלכל אחד מהם קשורים אטומי מימן. בשביל לייצר מהן חומרים שונים, צריך לפתוח את הקשרים האלה, וזו משימה לא פשוטה. תרכובות הפחמן האלה, המכונות אלקנים, נקראו בעבר פראפינים, כלומר "חסרי זיקה" או "לא מגיבים", משום שהם לא נוטים להיפתח בקלות ולקשור חומרים אחרים.

לפעמים כדי להתקדם צריך דווקא לפתוח את הקשרים, לפחות בין פחמן למימן. רוברט ברגמן( צילום: קרן וולף )

פרופ' רוברט ברגמן (Bergman) מאוניברסיטת ברקלי בקליפורניה יקבל השנה את פרס וולף בכימיה על פיתוח שיטות מתקדמות לפתיחת הקשרים האלה, או בלשון הכימאים "שפעול הקשרים". בעבודות שהתחילו בשנות ה-80 גילה ברגמן בין השאר כי חומרים המבוססים על המתכת הנדירה אירידיום יכולים לזרז את פתיחת הקשרים, ולאפשר קישור של חומרים נוספים לשרשראות הפחמן. בהמשך הוא גילה דרכים לשלוט בתגובות האלה, ולכוון אותן רק לסוגים מסוימים של קשרים, וכך לייעל את תהליכי הייצור של חומרים שונים. כמו כן הוא פיתח דרכים לשלוט בתגובות באמצעות שינוי הטמפרטורה, ואפילו באמצעות אור. החומרים שפותחו בזכות מחקריו משמשים בתחומי תעשייה רבים, ואף משמשים חומרי מוצא לתרופות.

רפואה: מערכת החיסון נגד סרטן

מערכת החיסון מצליחה לחסל תאים סרטניים רבים שנוצרים בגוף, בעיקר בעזרת תאי T מסוימים, המכונים CTL (קיצור של Cytotoxic T Lymphocytes, כלומר לימפוציטים מסוג T המחסלים תאים אחרים). כשגידול סרטני מצליח לשגשג, הוא עושה זאת בין השאר בעזרת הפעלת מנגנון המנטרל את התאים האלה, ומונע מהם לתקוף את הסרטן.

לחזק את היכולות של מערכת החיסון לתקוף ולהשמיד תאים סרטניים. ג'יימס אליסון( צילום: קרן וולף )

פרופ' ג'יימס אליסון (Allison) הצליח לזהות בסדרת מחקרים קולטן בתאים האלה שאחראי על ריסון הפעילות החיסונית שלהם. הוא הבין כי חסימת הקולטן הזה עשויה למנוע את ריסון התאים ולהחזיר להם את הפעילות נגד תאי הסרטן. אליסון, שהיה ראש המעבדה לחקר הסרטן באוניברסיטת קליפורניה בברקלי עד שנת 2004, פיתח שם נוגדן הנצמד לקולטן ומשבית את פעילותו. הוא הראה כי הזרקת הנוגדן לעכברים חולי סרטן העור הביאה לנסיגה מרשימה במחלה. התרופה שפיתח, Ipilimumab, עברה לניסויים קליניים, וב-2011 אישר אותה מינהל המזון והתרופות האמריקאי לטיפול בסרט העור. כיום מתקיימים ניסויים קליניים לשימוש בתרופה בעוד סוגי סרטן. כמו כן, אושרה לשימוש תרופה דומה שפיתח אליסון, המבוססת על השתקה של קולטן מרסן נוסף.

כיום אליסון הוא ראש המכון לחקר הסרטן באוניברסיטת טקסס. הוא קיבל פרסים רבים על תרומתו לתחום האימונותרפיה - הפעלת מערכת החיסון או מרכיביה לטיפול בסרטן – הנחשב כיום לאחת ההבטחות הגדולות במאבק במחלה.

פיזיקה: כוכבים בחוץ

כמעט כל גרמי השמיים שאנו רואים בשמי הלילה הם כוכבים, כלומר שמשות הפולטות אור. לכמה מהשמשות האלה יש כוכבי לכת, כמו לזו שלנו? במשך שנים רבות התופעה נחשבה נדירה ביותר, אבל לא הייתה שום דרך לבדוק אם אכן יש כוכבי לכת במערכות שמש מרוחקות. בגלל אור השמש, בלתי אפשרי להבחין ממרחק עצום בגופים קטנים המקיפים אותה ואינם פולטים אור.

פרופ' מישל מאיור (Mayor) מאוניברסיטת ז'נבה בשווייץ ופרופ' דידייה קוולוז (Queloz) מאוניברסיטת ז'נבה ומאוניברסיטת קיימברידג' בבריטניה, פיתחו שיטה לזיהוי כוכבי לכת סביב שמשות מרוחקות. השיטה מבוססת על מדידת שינויים זעירים בצבע האור של הכוכבים. כשגרם שמימי מתרחק מאתנו במהירות גבוהה מאוד, הגלים שהוא פולט ייראו לנו קצת יותר ארוכים, כלומר נוטים לגוונים האדומים יותר של האור הנראה, ולכן התופעה מכונה הסחה לאדום. באותו אופן, אם הוא מתקרב אלינו במהירות, הצבעים שלו ייראו מעט יותר כחולים.

גם גילוי של אלף פלנטות מתחיל באחת. קוולוז (מימין) ומאיור( צילום: קרן וולף )

כשכוכב לכת חג סביב שמש, הוא גם מושך אותה מעט לכיוונו, כלומר מסיט אותה ממרכז הכובד שלה אל מרכז הכובד של המערכת המשותפת. במבט מרחוק מאוד, זה ייראה כאילו השמש מתקרבת ומתרחקת מאתנו מעט. השיטה שפיתחו מאיור וקוולוז איפשרה למדוד את שינויי הצבע הזעירים, ולפיהם לחשב את מידת הסטייה של הכוכב ולהסיק אם יש לו כוכב לכת שמושך אותו, מה גודלו ומה מחזוריות ההקפה. השיטה שהם פיתחו איפשרה ב-1995 את גילוי כוכב הלכת הראשון מחוץ למערכת השמש, 51 Pegasi b, המקיף שמש במרחק 50 שנות אור מאתנו.

כיום מכיר המדע כ-1,000 כוכבי לכת במערכות שמש מרוחקות, וכוכבי לכת נוספים מתגלים כמעט מדי יום ביומו. כרבע מכוכבי הלכת שהתגלו עד כה, נמצאו בזכות השיטה של מאיור וקוולוז. מאיור היה שותף גם בפיתוח שיטה מובילה אחרת לזיהוי כוכבי לכת כאלה, מדידת הירידה בעוצמת אור הכוכב, בעת שכוכב הלכת חולף בינו לביננו. גילוי כוכבי הלכת במערכות שמש אחרות לא רק מספק שפע אתרים לחיפוש חיים בעומק החלל, אלא גם מעניק לנו תובנות רבות על אופן היווצרותן של מערכות שמש.

מתמטיקה: גלים וצורות גיאומטריות

אנליזה גיאומטרית היא כלי מתמטי המאפשר לבחון את התכונות של צורות גיאומטריות שונות ומורכבות, לתכנן חומרים יעילים ולהבין את הקשרים בין ביטויים מתמטיים, כמו משוואות דיפרנציאליות לבין התכונות המבניות של גופים שונים. פרופ' ריצ'רד שיין (Schoen) מאוניברסיטת סטנפורד יקבל השנה את פרס וולף על תרומתו לתחום האנליזה הגיאומטרית. בין השאר הוא פיתח שיטות וכלים חדשים, והיה שותף לפתרון בעיית ימאבה (Yamabe), שהעסיקה חוקרים רבים בתחום במשך שנים ארוכות.

אנליזה הרמונית ואנליזה גיאומטרית. מתמטיקה פורצת דרך. שיין (מימין) ופפרמן( צילום: קרן וולף )

שיין יחלוק את הפרס במתמטיקה עם פרופ' צ'רלס פפרמן (Fefferman) מאוניברסיטת פרינסטון, שמחקריו עוסקים רבות בתחום האנליזה ההרמונית - ענף העוסק בעיקר בחקר תכונות מתמטיות של גלים. הוא פיתח שיטות חדשות בתחום, ויישם אותן בתחומים כמו דינמיקה של נוזלים, פיזיקה מתמטית וגיאומטריה ספקטרלית.

אמנות: הכתובת על הקיר

פרס וולף באמנות יחולק השנה בין שני אמנים אמריקנים. לורי אנדרסון (Anderson) משלבת הופעה בימתית עם מגוון תחומים אחרים - מוזיקה, קולנוע ואמנות פלסטית. בין השאר היא פיתחה כלים חדשים למוזיקה אלקטרונית וליצירת אפקטים קוליים, המשמשים אותה בהופעותיה. העבודות הבולטות של לורנס וינר (Weiner) הם טקסטים הכתובים על קירות, רצפות או מדרכות. הביטויים השונים שהוא משתמש בהם מקבלים הקשרים שונים על פי המקום, הצורה והחומר. ועדת הפרס ציינה כי שני האמנים נבחרו בין השאר בזכות הרדיקליות והאוונגרדיות של רעיונותיהם ועבודותיהם.

אמנות רדיקלית ואוונגרדית. לורי אנדרסון (מימין) ולורנס וינר( צילום: קרן וולף )

הפרס שמנבא נובל

ריקרדו וולף נולד ב-1887 בהנובר שבגרמניה, ולפני מלחמה העולם הראשונה השתקע בקובה. הוא פיתח עם אחיו זיגפריד שיטה יעילה למיחזור הברזל מהפסולת של בתי יציקה. מפעלים רבים בעולם עשו שימוש בהמצאה, והיא הפכה את וולף לאדם אמיד מאוד. וולף, שהתעשר בזכות הקפיטליזם היה סוציאליסט נלהב, ותרם רבות לשלטונו של פידל קסטרו בקובה. ב-1960 מינה אותו קסטרו לציר קובה בישראל (נציגות בדרג נמוך משגריר). וולף החזיק בתפקיד עד ניתוק הקשרים בין קובה לישראל בעקבות מלחמת יום הכיפורים ב-1973, אבל נשאר להתגורר בישראל עד מותו ב-1981.

בשנת 1975 ייסד וולף את קרן הפרסים הנושאת את שמו ומעניקה פרסים למדענים ואמנים מרחבי העולם. הקרן מעניקה גם פרסים למדענים צעירים, מלגות ומענקי מחקר, אך היא מוכרת בזכות "פרס וולף", הנחשב יוקרתי מאוד במדעים ובאמנויות. הפרס מוענק בפיזיקה, כימיה, רפואה, מתמטיקה וחקלאות, ובכמה תחומי אמנות, ברוטציה קבועה - בכל שנה מוענקים הפרסים בארבעה תחומים מדעיים ותחום אחד באמנות. פרס וולף נחשב גם ל"מנבא" פרסי נובל - כרבע מהזוכים בפרס בתחומי הפיזיקה, הכימיה והרפואה זכו לאחר מכן גם בפרס נובל.

איתי נבו, העורך הראשי של אתר מכון דוידסון, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן