זוכי הפרס גם עבדו על על המצאת שיטות כימיות לחקר תפקידם של פחמימות, שומנים וחלבונים בתהליכים הביולוגיים הללו.
אמש הוכרזו שמות הזוכים בפרס וולף במדע ואומנות לשנת 2022 במעמד נשיא המדינה ושרת החינוך. בין הנושאים שעמדו במוקד הפרס השנה: פיתוח זני אורז עמידים בפני מחלות ושיטפונות המאיימים על גידולי האורז באסיה ובאפריקה; חקירת האמנות, המדע והמחויבות החברתית לקידום האדריכלות המודרנית; פיתוח טכנולוגיות פורצות דרך להבנת התקשורת הבין-תאית ; חוקרים חלוצים בתחום המדע של לייזרים אולטרה-מהירים והפיזיקה של אטו-שניות. אלה רק חלק מהאנשים והגילויים שהוכרזו הבוקר כזוכי פרס וולף לשנת 2022, על תרומתם הייחודית למען האנושות וּלמען יחסי ידידות בין העמים, ללא הבדלי דת, מגדר, גזע, מיקום גיאוגרפי או עמדה פוליטית.
חמשת הפרסים, בסך 100 אלף דולרים בכל תחום יחולקו השנה לאחד עשר זוכים מחמש מדינות: ארה”ב, קנדה, גרמניה, שבדיה ויפן.
פרס וולף בכימיה לשנת 2022 הוענק לפרופסורים: בוני באסלר, אוניברסיטת פרינסטון; קרוליין ברטוצי, אוניברסיטת סטנפורד; בנג’מין קרוואט, מכון סקריפס- על תרומתם המכוננת להבנת הכימיה של התקשורת הבין-תאית ועל המצאת שיטות כימיות לחקר תפקידם של פחמימות, שומנים וחלבונים בתהליכים הביולוגיים הללו.
בוני באסלר, אוניברסיטת פרינסטון
באסלר, יו”ר המחלקה לביולוגיה מולקולרית בפרינסטון, וחוקרת במכון הרפואי הווארד יוז, חברה באקדמיה הלאומית
האמריקאית למדעים ובאקדמיה האמריקאית לאמנויות ולמדעים.
עד לפני שני עשורים, הניחו שהחיידקים הם יצורים פרימיטיביים, אבל מחקרים עדכניים הוכיחו אחרת. באסלר, בוגרת תואר
ראשון בביוכימיה, התאכזבה כאשר שובצה לפרויקט מחקר על אנזימים חיידקיים. כמו רבים אחרים, הניחה שחיידקים הם
האורגניזמים הפשוטים ביותר, אך עד מהרה גילתה שהם יצורים מתוחכמים ביותר, בעלי יכולת לתקשר והם אף רב לשוניים. לאחר סיום הדוקטורט שלה באוניברסיטת ג’ונס הופקינס, היא הצטרפה למכון אגורון, לה-הוייה (La Jolla ), והתמקדה במחקרה במה שקרוי כיום חישת קוורום – חישת מניין, התהליך בו חיידקים מתקשרים ביניהם באמצעים כימיים.
חישת קוורום כוללת ייצור, שחרור וזיהוי של מולקולות אותות כימיים, תהליך המאפשר וויסות ביטוי גנים והתנהגות חיידקים
במושבות גדולות. חישת קוורום נפוצה בעולם החיידקים, ולכן הבנת תהליך זה היא בסיסית למיקרוביולוגיה קלינית ותעשייתית ולהבנת התפתחותם של אורגניזמים מפותחים יותר.
מחקריה של באסלר מספקים תובנות לגבי תקשורת בתוך ובין מינים, שיתופי פעולה ברמת אוכלוסיות חיידקים, וכן לגבי העקרונות העומדים בבסיס העברת אותות ועיבוד מידע ברמה התאית. תובנות אלו הובילו לפיתוח אסטרטגיות לשליטה בחישת הקוורום.
טיפולים רפואיים המפריעים לחישת הקוורום עשויים לספק דרכים להילחם בחיידקים עמידים לתרופות. למשל, שיבוש התקשורת החיידקית באוכלוסיות של חיידקים ״רעים״, או עידוד התקשורת בין חיידקים “טובים”. לעבודתה יש השלכות נרחבות על פיתוח תרופות אנטי-מיקרוביאליות חדשות ועל הדור הבא של תכשירים אנטיביוטיים.
בוני באסלר זוכה בפרס וולף על עבודתה המבהירה את תפקידה של התקשורת כימית בין חיידקים, ועל תגליות
לגבי האופן שבו חישת קוורום משמשת חיידקים הן לפעילות פוגענית והן לתקשורת בין מינים שונים.
קרוליין ברטוצי, אוניברסיטת סטנפורד
ברטוצי, מאוניברסיטת סטנפורד ומהמכון הרפואי הווארד יוז, ידועה בפיתוח טכנולוגיות חדשניות וגילויים פורצי דרך בביולוגיה כימית ובפיתוח תרופות.
מגיל צעיר נמשכה ברטוצי למדע. אביה, שלימד פיזיקה ב- MIT , עודד אותה להתעניין בכלים טכנולוגיים שהיו קשורים למחקריו. התלהבותה ממדע הניעה אותה להמשיך בלימודיה ולהפוך לחוקרת מובילה בתחום הכימיה והביוטכנולוגיה.
ברטוצי קיבלה את התואר הראשון בכימיה מאוניברסיטת הרווארד ב- 1988 ואת הדוקטורט בכימיה מאוניברסיטת ברקלי
בקליפורניה בשנת 1993 . לאחר שסיימה עבודת פוסט-דוקטורט באוניברסיטת קליפורניה, סן-פרנציסקו, בתחום האימונולוגיה התאית, הצטרפה לאוניברסיטת ברקלי בשנת 1996 . ב- 2015 , עברה לאוניברסיטת סטנפורד במקביל להשקת מכון ChEM-H בסטנפורד.
לממברנת התא תפקיד חשוב בהגנה על התא מסביבתו, ולכן, המבנה והתפקוד שלה נחקרו רבות. תהליכים בין-תאיים קריטיים, כגון העברת אותות והגנה חיסונית, מתווכים על ידי גליקוזילציה של פני התאים. כך, דופן התא מורכב מביו-מולקולות גדולות, כגון גליקו-חלבונים וגליקוספינגוליפידים.
מחקרה של ברטוצי מתמקד בפרופיל שינויים בגליקוזילציה של פני התא. ברטוצי ייסדה את תחום הכימיה הביו-אורתוגונלית, המאפשרת לחוקרים לערוך שינויים כימיים בתוך מערכות חיות מבלי להפריע לתהליכים ביוכימיים מקומיים. באמצעות כימיה ביו-אורתוגונלית, היא פרצה דרכים בהבנת ה- glycocalyx , שהוא החלק בדופן התא שעבר גליקוזילציה מסיבית, ומתווך בתקשורת הבין-תאית.
עבודתה החלוצית הובילה למחקר חדש בתחום הדימות הביולוגי ולפיתוח תרופות הקשורות במחלת הסרטן, דלקות, זיהום
חיידקי, שחפת, ולאחרונה COVID-19 . טיפולים חדשים אלו כוללים שימוש בתצמידי נוגדן-אנזים שיכולים לעצב מחדש את
ה- glycocalyx וכימרות המכוונות לליזוזום ) LYTACs ( אשר מובילות לדגרדציה של חלבונים הקשורים לממברנה. מחקריה אלה חשפו את תפקידם של סוכרים בביולוגיה ובאימונו-אונקולוגיה. ברטוצי מיסחרה בהרחבה טכנולוגיות חדשניות אלו, ליישומים קליניים ומחקריים כאחד.
לא פחות משמעותיות הן תרומותיה של ברטוצי לחונכות והדרכה ולגיוון בתחומי הכימיה והביולוגיה הכימית. מחויבות זו שלה, מתמקדת בתשוקתה לשוויון, גיוון, והכללה מבוססת .STEM
פרס וולף מוענק לקרוליין ברטוצי על עבודתה החלוצית בכימיה ביו-אורתוגונלית והבנת תפקידיו של
ה- glycocalyx בבריאות האדם, במניעת מחלות, דימות ביולוגי, כימופרוטאומיקה ופיתוח תרופות.
בנג’מין קרוואט, מכון סקריפס
קרוואט, מחזיק הקתדרה ע״ש גילולה לביולוגיה כימית ופרופסור במחלקה לכימיה במכון המחקר סקריפס. מחקריו הובילו להבנת תפקידי החלבונים בתהליכים הפיזיולוגיים והפתולוגיים של האדם. הוא השתמש בתובנות הללו כדי לפתח גישות טיפוליות ותרופות חדשות.
קרוואט קיבל את ההשראה לעסוק במדע מהוריו וכן ממוריו למתמטיקה בתיכון. הוא בוגר תואר ראשון בביולוגיה ובהיסטוריה
באוניברסיטת סטנפורד. את עבודת הדוקטורט שלו סיים ב 1996- במכון המחקר סקריפס וקיבל מינוי אקדמי באותו מוסד ב- 1997.
תוך שימוש בשיטות כימיות וביולוגיות, קרוואט וקבוצת המחקר שלו פיתחו ויישמו טכנולוגיות לגילוי מסלולים ביוכימיים
בביולוגיה ובמחלות של יונקים. הוא חלוץ הגישה לזיהוי קבוצות חלבונים על סמך פעילותם. הגישה הרב-תחומית שלו הובילה לייצור כלים ומודלים הנדרשים לשיוך פונקציות מולקולריות, תאיות ופיזיולוגיות לאנזימים, וכפועל יוצא, להערכת התאמתם כמטרות טיפוליות. מחקריו הינם שילוב ייחודי של פיתוח ויישום מהיר של טכנולוגיות חדשניות לקידום מדע בסיסי ותרגומי.
עבודתו של קרוואט על המערכת האנדוקנבינואידית הובילה לפיתוח מהפכני של תחום הפרוטאומיקה, וליישומם של כלים
כימיים לחקר פונקציות של חלבונים בסביבה הביולוגית המקומית שלהם. הטכנולוגיה הפרוטאומית של איפיון חלבונים על בסיס פעילותם Activity-Based Protein Profiling: (ABPP), משתמשת בגלאים כימיים כדי למדוד באופן ישיר את התפקוד האנזימתי. לדוגמה, ניתן להשתמש בסימון פלורסנטי לתיוג אנזימים בעלי תכונות כימיות מסוימות, דבר המאפשר למדענים לסקור את כל האנזימים הפעילים בתא בבת אחת, ולקבוע את יעדן של תרופות באופן ישיר במערכות חיות.
קרוואט השתמש בשיטה זו ובטכנולוגיות פרוטאומיות כימיות נוספות בכדי לבצע אנליזות רחבות של פעילות חלבונים ולהבנת תפקודיהם של מספר אנזימים, כולל אלו הקשורים במחלת הסרטן, בהפרעות נוירולוגיות, ובמערכת האנדוקנבינואידית, המעורבת בויסות תיאבון, במנגנוני כאב ומצב רוח, בזיכרון ובתהליכים פיזיולוגיים אחרים.
בנג’מין קרוואט זוכה בפרס וולף על פיתוח שיטות לאיפיון חלבונים על בסיס פעילותם, פרוטאומיקה כימית לאפיון תפקודי האנזימים במערכות ביולוגיות, והבנת תהליכים אנזימטיים בביולוגיה אנושית ובמצבי מחלה, כולל אנזימים שתוצרי פעילותם מווסתים את התקשורת הבין-תאית.
עוד בנושא באתר הידען:
