הפרס הישראלי היוקרתי יוענק השנה על טיפול פורץ דרך לשיקום הראייה, מחקרים בקוסמולוגיה, טכניקות להצפנת מידע וקומבינטוריקה, ושיטות להגדלת היבול של צמחים חקלאיים
פרס וולף, הפרס היוקרתי ביותר המוענק בישראל, הוא פרס בינלאומי שנתי בתחומי המדעים ובאמנות. השנה יוענק הפרס למדענית אחת ולשבעה מדענים בתחומי הרפואה, הפיזיקה, המתמטיקה והחקלאות, והפרס באמנויות יוענק ליוצר אחד. סכום הפרס 100 אלף דולר בכל תחום.
מבט חדש על עיוורון
פרס וולף ברפואה יוענק לשני חוקרים שהובילו את פיתוחן של שיטות גנטיות פורצות דרך לעצירת מחלות ניווניות של הראייה. ז'וזה-אלן סאהל (Sahel) מצרפת ובוטונד רוסקה (Roska) מהונגריה יחלקו את הפרס, על פיתוח שיטה אופטוגנטית לשיקום הראייה ולשימורה.
מיליוני בני אדם ברחבי העולם מאבדים את מאור עיניהם בגלל מחלות ניווניות של רשתית העין, כמו רטיניטיס פיגמנטוזה, ניוון מקולרי גילי או מחלת LOHN (ניוון הרשתית על שם לבר). מחלות כאלה נגרמות ממוטציות גנטיות, חלקן תורשתיות, שמובילות למוות של תאים קולטי אור ברשתית. בתאים האלה יש מולקולות שמגיבות לאור באורכי גל מסוימים, ומתחילות שרשרת תגובות שמסתיימת בהעברת אותות חשמליים לעצב הראייה. מרכז הראייה במוח מתרגם את האותות העצביים הללו לתמונה שאנו רואים. מוות של תאים קולטי אור פוגע בכושר הראייה, עד כדי עיוורון מלא. אם הנזק מתמשך, תאי העצב שמעבירים את המידע למוח מתנוונים, ואז הפגיעה בראייה כבר אינה הפיכה.
אחת הגישות להתמודדות עם מחלות כאלה היא ריפוי גני: טכניקות שבהן מחליפים את ה-DNA הפגום, שגורם למות התאים, ברצף DNA תקין שמאפשר את המשך תפקודם. הרעיון הזה מורכב מאוד לביצוע, משום שצריך לתקן את ה-DNA בתאים רבים, או לפחות להחדיר להם DNA תקין. הגישה שפיתחו סאהל ורוסקה היתה שונה מעט. במקום להחדיר את ה-DNA לתאים הפגועים, הם עקפו אותם, וניגשו ישר לתאי העצב, שבאופן תקין מקבלים אותות מהתאים קולטי האור ברשתית. החוקרים החדירו לתאים האלה DNA שגרם להם לייצר חלבון רגיש לאור, שמקורו באצות. הטכניקה הזו מכונה אופטוגנטיקה – והיא מאפשרת לשלוט באמצעות הבזקי אור על תפקודים של מערכות ביולוגיות, אפילו ברמה של הפעלה או כיבוי של תא מסוים, או של גֵן מסוים. במקרה זה, המטופל הרכיב משקפיים חכמים מיוחדים, שתרגמו את מה שהוא "רואה" לאותות אור מתאימים, שהפעילו את אותם חלבונים בתאי העצב בעין.
ב-2021, במחקר משותף שתוצאותיו פורסמו בכתב העת Nature Medicine, הדגימו סאהל ורוסקה את השיטה על עיוור חולה רטיניטיס פיגמנטוזה בן 58, שאיבד בהדרגה את ראייתו עד שהתעוור לגמרי. הם החדירו את הגנים המתאימים לתאי העצב בעינו בעזרת הזרקה של נגיף שהונדס גנטית למטרה זו. חצי שנה לאחר ההזרקה, כשהעיוור הרכיב את המשקפיים המיוחדים הוא הצליח להבחין בעצמים מסוימים, ואפילו להתנהל מחוץ לבית, ולזהות למשל פסים של מעבר חציה. "בכך הם פרצו דרך בטיפול בעיוורון", כתבו חברי ועדת הפרס.
המשקפיים ממירים את התמונה המצולמת לצבע ולעוצמה המתאימים ביותר להפעלת החלבון האצתי. אילוסטרציה של השימוש במשקפיים | Veronique Juvin, SciArtWork
ז'וזה-אלן סאהל נולד ב-1955 באלג'יריה, למד רפואה בפריז ובשטרסבורג שבצרפת והתמחה ברפואת עינייים בשטרסבורג. בהמשך עבד בבית החולים לואי פסטר בעיר, שם פגש ב-2001 את רוסקה, שהיה אז סטודנט לדוקטורט באוניברסיטת ברקלי בארצות הברית, ובא להשתלם אצלו. רוסקה נולד ב-1969 בהונגריה, למד רפואה באוניברסיטת זמלווייס בבודפשט, והמשיך לדוקטורט בנוירוביולוגיה בברקלי. בהמשך כל אחד מהם קיבל משרות מחקר נפרדות – סאהל בין השאר בסורבון בפריז ובאוניברסיטת פיטסבורג בארצות הברית, ורוסקה בבאזל שבשווייץ, אבל שיתוף הפעולה שלהם נמשך והוליד את אחת מפריצות הדרך החשובות ברפואת העיניים.
הצליחו להחזיר חלקית את הראייה לאדם שהתעוור ממחלה ניוונית של הרשתית. סאהל (מימין) ורוסקה | צילום באדיבות קרן וולף
רואה כוכבים
פרס וולף בפיזיקה יוענק לקוסמולוג הבריטי מרטין ריס (Rees), על מחקריו שסייעו לעצב את תמונת היקום שלנו כפי שאנו מבינים אותו כיום. ריס נולד ביורק שבאנגליה ב-1942, התקבל ללימודי מתמטיקה באוניברסיטת קיימברידג', ובהמשך עבר לפיזיקה. ב-1967 סיים דוקטורט באסטרופיזיקה בקיימברידג'. מחקריו עסקו בתחומים רבים של חקר היקום; בין השאר, כפיזיקאי תיאורטי הוא היה בין הראשונים שהציעו מדידות פורצות דרך של קרינת הרקע הקוסמית, קרינה שנותרה מהמפץ הגדול והתגלתה ב-1964. הוא סיפק הסברים לתהליכי היווצרותם של הכוכבים הראשונים והגלקסיות הראשונות; הציע מנגנונים להיווצרות החורים השחורים הענקיים במרכזי גלקסיות; העלה רעיונות כיצד מתרחשים פיצוצי כוכבים מסוג סופרנובה; סיפק הסבר להתפרויות של קרני גמא בהתנגשויות של כוכבי נייטרונים, ועוד. רבות מהתחזיות וההשערות שלו אומתו לאחר מכן בתצפיות ובמדידות.
ריס גם נשא בתפקידים בכירים, בהם האסטרונום המלכותי הבריטי ונשיא החברה המלכותית למדע. נוסף על מאות מאמרים מדעיים, הוא גם כתב כמה ספרי מדע פופולרי, הממחישים ומנגישים את תחום הקוסמולוגיה לקהל הרחב. הוא גם מרבה לעסוק בנושאים של קיימות ואיכות סביבה.
הסברים תיאורטיים לשלל תופעות, מראשית היקום עד התפוצצות כוכבים. מרטין ריס | צילום באדיבות קרן וולף
הצפנה וקומבינטוריקה
פרס וולף במתמטיקה מוענק לשני חוקרים ישראלים על עבודות בתחום מדעי המחשב. עדי שמיר ממכון ויצמן למדע יקבל את הפרס על מחקריו פורצי הדרך בתחום הקריפטוגרפיה – אבטחה והצפנה של מידע, ונוגה אלון, כיום באוניברסיטת פרינסטון, יקבל את הפרס על מחקרים פורצי דרך בתחום הקומבינטוריקה.
עדי שמיר נולד בתל אביב ב-1952. לאחר תואר ראשון במתמטיקה באוניברסיטת תל אביב הוא המשיך לדוקטורט במדעי המחשב במכון ויצמן למדע. לאחר מכן, בהשתלמות במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT), פיתח עם עמיתיו רון ריבסט (Rivest) ולאונרד אדלמן (Adleman) את שיטת ההצפנה שקיבלה את השם RSA (האותיות הראשונות של שמותיהם). השיטה מאפשרת לכל אחד להצפין מידע, אבל רק בעלי מידע מסוים, ה"מפתח", יכולים לפענח את ההצפנה. היא מתבססת על מתמטיקה של מספרים ראשוניים ופונקציות נוספות, והפכה אבן דרך במסחר מקוון ובתקשורת מוצפנת אחרת. הפיתוח זיכה אותם ב-2002 בפרס טיורינג, הפרס היוקרתי ביותר במדעי המחשב.
שמיר תרם עוד תרומות רבות לתחומי אבטחת המידע, בהן פיתוח של שיטת "חלוקת הסודות" המשמשת בסיס לחישובים מאובטחים, ושיטות הזדהות וחתימה המבוססות על הוכחות אפס מידע. הוא גם הגה את "חתימת הטבעת", להצפנת מידע ופענוחו בתוך קבוצה מוגדרת של משתתפים. בנוסף עוסק שמיר בחשיפת נקודות תורפה של מערכות הצפנה, ובפיתוח שיטות מתמטיות כלליות לתקיפה ישירה ועקיפה של מערכות כאלה. ב-2008 הוענק לו פרס ישראל במדעי המחשב.
נוגה אלון נולד בחיפה ב-1956, ועשה תואר ראשון בטכניון, שני באוניברסיטת תל אביב ודוקטורט באוניברסיטה העברית בירושלים. לאחר השתלמות ב-MIT מונה לחוקר באוניברסיטת תל אביב, שם עשה את רוב עבודתו. מחקריו מתמקדים בתחום הקומבינטוריקה – המתמטיקה של מבנים סופיים, שיש לה חשיבות עליונה בשטחים רבים במתמטיקה ובמדעי המחשב. רוב רובם של האלגוריתמים המשמשים בתכנות מחשבים, בתקשורת מחשבים ואפילו בטיפול במידע ביולוגי מבוססים על שיטות קומבינטוריות.
עבודותיו הרבות בתחום שינו את פני הקומבינטוריקה המודרנית והכניסו מושגים, מבנים ושיטות חשובות לתחום. הוא הוכיח את ה-Nullstellensatz Combinatorial, טכניקה אלגברית רבת עוצמה שהניבה יישומים משמעותיים ביותר בתורת הגרפים ובקומבינטוריקה. אחד מהישגיו החשובים היה פיתוח השיטה הפולינומיאלית – עוד כלי אלגברי רב עוצמה, בעל שימושים רבים בקומבינטוריקה, בתורת הגרפים, בתורת המספרים האדיטיבית ובתורת האינפורמציה. אלון השתמש בכלי זה לפתרון בעיה שהעלה קלוד שנון, אבי תורת האינפורמציה, והטרידה את המדענים במשך יותר מחמישים שנה. הוא הוכיח שקיימים שילובים של ערוצי תקשורת שכושר העברת המידע שלהם גדול בהרבה מסיכום כושר ההעברה של הערוצים הנפרדים.
פרופ' אלון הוא גם המדען המוביל בשימוש בשיטה ההסתברותית במתמטיקה בדידה – שיטה המאפשרת להוכיח תוצאות מתמטיות בעזרת כלים מתורת ההסתברות. מחקריו בתחום הזה והספר שכתב בנושא (עם ג'ואל ספנסר) השפיעו רבות על התחום. ב-2008 הוענק לו פרס ישראל בחקר המתמטיקה.
מחקרים פורצי דרך בהצפנה ובקומבינטוריקה, שזיכו אותם בפרסי ישראל כבר לפני 16 שנה. עדי שמיר (מימין) ונוגה אלון | צילומים באדיבות קרן וולף
הורמונים, אור, וחיי מין של צמחים
פרס וולף בחקלאות יחולק השנה בין שלושה חוקרים מארצות הברית, שתרמו בעבודות נפרדות לשיפור התנובה של צמחים.
אליוט מאירוביץ' (Meyerowitz) מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה (קאלטק), הוא מהחלוצים בשימוש בצמחי התודרנית הלבנה (Arabidopsis thaliana) כצמח מודל למחקר בגנטיקה, בביולוגיה מולקולרית ובהתפתחות של צמחים. הוא ועמיתיו גילו בשיטות מולקולריות מתקדמות את הבסיס המולקולרי וההתפתחותי למבנה הפרח. עבודותיהם ועבודות רבות אחרות הראו שהמודל שהם פיתחו תקף בכל הצמחים הפורחים, ועבודות מתקדמות שלהם סללו את הדרך לשינויים מכוונים בתכונות הפרחים בהנדסה גנטית, המאפשרים לחוקרים כיום להכניס מגוון שינויים בצמחים, ולחקור ביתר קלות את השפעותיהם.
מאירוביץ ועמיתיו גם גילו ואפיינו את הקולטן הראשון להורמון צמחי, הקולטן להורמון אתילן, גילוי שאיפשר למדענים לשלוט בהזדקנות צמחים ובהבשלת הפירות, ובהמשך לשפר את חי המדף של תוצרת חקלאית. הוא גם היה הראשון שסיפק מודל מכני של קשר בין-תאי בקודקודי הצמיחה של צמחים, והראה אילו חלבונים מעורבים בתהליך ומה תפקידם. תגליות אלו איפשרו לשפר ולהגדיל את כמות היבול של צמחים חקלאיים רבים.
ג'ואן קורי (Chory), גנטיקאית של צמחים ממכון סאלק בקליפורניה, חוקרת את הדרכים שבהן צמחים מגיבים לשינויים בתנאי הסביבה, בדגש על שינויים בהרכב האור ובעוצמתו. קורי ועמיתיה גילו מסלולים מולקולריים המסבירים כיצד צמחים מסתגלים וגדלים בצורה מיטבית בסביבות מגוונות, מחקרים בעלי חשיבות רבה נוכח שינויי האקלים הפוגעים בגידולים חקלאיים רבים. בין השאר הם גילו כי בתנאי גדילה ללא אור קיים מנגנון המעכב ביטוי גנים, את גדילת העלים ואת התפתחות הכלורופלסט. קורי גם זיהתה חלבונים מסוימים שפעילותם מושפעת מקולטני האור של הצמח. מחקרי המשך במעבדות נוספות מצאו כי לגנים של חלבונים אלו תפקידים חשובים גם בתאים בגוף האדם. לתגלית זו השפעה רחבה על אחת התכונות החשובות ביותר מבחינה אגרונומית: הימנעות מצל, החשובה מאוד ליבול התירס. בנוסף קורי ועמיתיה תרמו תרומה משמעותית להבנת פעילותם ודרכי ייצורם של כמה הורמונים צמחיים, ומנגנונים מרכזיים נוספים כמו השעון הביולוגי של הצמחים. בשנים האחרונות מחקריה מתמקדים בהגברת היכולת של צמחים לקבע פחמן דו-חמצני מהאוויר, בניסיון למתן באמצעות צמחים את עליית רמת הפחמן באטמוספרה, המאיצה את התחממות כדור הארץ.
ונקטסן סונדרסאן (Sundaresan), גנטיקאי של צמחים מאוניברסיטת קליפורניה בדיוויס, פיתח שיטה לשבט במהירות צמחי אורז, בלי צורך בהפריה מינית. סונדרסאן גילה כי גן שפעיל בתאי זרע של צמחים פועל כמווסת ראשי של יצירת עוברים, והראה שהפעלה מלאכותית שלו בתאי ביצית של צמח האורז יכולה לייצר צמחי צאצא בצורה א-מינית. הגילוי שגן יחיד מאפשר לעקוף את הצורך בהפריה פתח את הדלת ליישומים נרחבים. סונדרסאן שילב הפעלה מלאכותית של הגן, BBM1 (קיצור של Baby Boom), בתאי ביצית של אורז וקיבל זרעים משובטים זהים גנטית להורה. השיטה נוסתה באורז היברידי מסחרי והניבה דורות רבים של צאצאים היברידיים משובטים, ביעילות המתאימה לשימוש של חקלאים. לאחרונה הדגימו סונדרסאן ועמיתיו יצירת צאצאים א-מיניים גם בתירס, והמחישו את ישימות הגישה בגידולים מרכזיים נוספים. תגלית חלוצית זו סוללת את הדרך לעמידה בדרישות מזון מוגברות בלי להגדיל את השימוש בקרקע.
פענחו איך צמחים מסתגלים לסביבה ואיך אנו יכולים לשפר את הביצועים שלהם, כדי להאכיל את האנושות. מימין: אליוט מאירוביץ', ג'ואן קורי, ונקטסן סונדרסאן | צילומים באדיבות קרן וולף
יאוש ורצון להרמוניה
כמו בכל שנה, פרס וולף מוענק בארבעה תחומים מדעיים ובתחום אחד מעולמות התרבות. השנה יוענק הפרס במוזיקה למלחין ההונגרי גיורג' קורטאג (Kurtág), על תרומתו האוונגרדית למוזיקה קלאסית עכשווית. "המוזיקה שלו, העוסקת בשאלות הקיומיות של נפש האדם, מתמקדת ברגשות יסוד כמו אהבה, צער, פחד, חרדה, ייאוש ורצון להרמוניה ופיוס", כתבו חברי ועדת הפרס. "האמנות שלו נעה בין צורות קטנות, כמו יצירותיו הקצרות בפסנתר, לקנטטה או אופרה בקנה מידה גדול, ומשקפת את העבר וההווה של כל ההיסטוריה של המוזיקה המערבית. ההשפעה של קורטג על מוזיקאים רבים היא עצומה. עמיתיו ותלמידיו זכו לספוג ממנו רוח ייחודית של מסירות למוזיקה, חשיבה מבנית והרמונית, ומכאן חוו את הדרכתו כנושא לפיד האנושיות".
מוזיקה שעוסקת בשאלות הקיומיות של נפש האדם. גיורג' קורטאג | צילום באדיבות קרן וולף
הפרס שמנבא נובל
ריקרדו וולף נולד ב-1887 בהנובר שבגרמניה, ולפני מלחמת העולם הראשונה השתקע בקובה. הוא פיתח עם אחיו זיגפריד שיטה יעילה למיחזור הברזל מהפסולת של בתי יציקה. מפעלים רבים בעולם עשו שימוש בהמצאה, שבזכותה הפך וולף לאדם אמיד מאוד. אף שהתעשר בזכות הקפיטליזם, וולף 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 שקובה ניתקה את קשריה הדיפלומטיים עם ישראל בעקבות מלחמת יום הכיפורים ב-1973, אבל נשאר בישראל עד מותו ב-1981.
בשנת 1975 ייסד וולף את קרן הפרסים הנושאת את שמו, ומעניקה פרסים למדענים ולאמנים מרחבי העולם. הקרן מעניקה גם פרסים למדענים צעירים, וכן מלגות ומענקי מחקר, אך היא מוכרת בראש ובראשונה בזכות "פרס וולף", היוקרתי מאוד בתחומי המדעים והאמנויות. הפרס מוענק בתחומי הפיזיקה, הכימיה, הרפואה, המתמטיקה והחקלאות, ובכמה תחומי אמנות, ברוטציה קבועה. פרס וולף נחשב גם ל"מנבא פרסי נובל" – כרבע מהזוכים בפרס בתחומי הפיזיקה, הכימיה והרפואה זכו לאחר מכן גם בפרס נובל. שניים מחתני פרס נובל בפיזיקה בשנה שעברה, פרנץ קראוס (Krausz) ואן ל'הוליייר (L’Huillier), קיבלו רק שנה קודם לכן את פרס וולף. בשנת 2022 החיזוי היה מוצלח במיוחד, לאחר שחמישה מתוך שבעה חתני (וכלת) פרס נובל במדעים, קיבלו בשנים קודמות את פרס וולף, בהם קרוליין ברטוצי (Bertuzzi) שקיבלה את שניהם באותה שנה.
