כנרת קרן

כנרת קרן (נולדה ב-5 בספטמבר 1972) היא פרופסור לביופיזיקה ולמכניקה סטטיסטית מחוץ לשיווי משקל בטכניון, מדענית ישראלית החוקרת ביופיזיקה של התא. בשנת 2004 צורפה קרן לרשימת TR-100 – רשימת "100 הממציאים הצעירים המובילים בעולם" של כתב העת Technology Review של המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT). בשנת 2010 זכתה בפרס קריל למצוינות במחקר מדעי של קרן וולף, ובשנת 2011 זכתה בפרס החוקר הצעיר של האגודה האירופית לביופיזיקה (EBSA). כנרת קרן נולדה בשם כנרת לינדנשטראוס בשנת 1972 בירושלים, בת ליורם לינדנשטראוס, מתמטיקאי, פרופסור במכון איינשטיין למתמטיקה באוניברסיטה העברית בירושלים, ולנעמי לינדנשטראוס לבית זלינגר, דוקטור למדעי המחשב באוניברסיטה העברית. אחותה של כנרת היא איילת לינדנשטראוס לרסן, פרופסור למתמטיקה באוניברסיטת אינדיאנה; אחיה, אילון לינדנשטראוס הוא פרופסור למתמטיקה באוניברסיטת פרינסטון ובאוניברסיטה העברית, חתן מדליית פילדס לשנת 2010; אחות נוספת של כנרת, גליה לינדנשטראוס, היא דוקטור ליחסים בינלאומיים. בן דוד של אביה, מיכה לינדנשטראוס היה מבקר המדינה. כנרת קרן מתגוררת בחיפה, נשואה, ואם לשלושה ילדים. בשנת 1996 קיבלה תואר ראשון בפיזיקה ובמתמטיקה (בהצטיינות יתרה) מהאוניברסיטה העברית. ב-1998 קיבלה תואר שני בפיזיקה תאורטית ממכון ויצמן למדע, שם קיבלה את פרס ההצטיינות הלימודית של המכון. בשנת 2003 קיבלה תואר דוקטור בביופיזיקה ניסיונית מהטכניון, ובהנחייתם של פרופסור ארז בראון ופרופסור אורי סיון מהפקולטה לפיזיקה. בפברואר 2008 השלימה פוסט דוקטורט במחלקה לביוכימיה באוניברסיטת סטנפורד. משמשת כפרופסור לביופיזיקה ולמכניקה סטטיסטית מחוץ לשיווי משקל בטכניון. בשנת 2004 נבחרה לרשימת 100 הממציאים הצעירים הבולטים בעולם של כתב העת Technology Review של המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT). זכתה בפרס קריל בפיזיקה לשנת 2010. הייתה חברה מעת הקמתה בוועדת ארנון, אשר הוקמה במטרה לייעץ למל"ג ולות"ת בעניין ייצוג וקידום נשים במוסדות להשכלה גבוהה. תחומי המחקר של פרופסור כנרת קרן הם ביופיזיקה, התארגנות עצמית ביולוגית, תנועת תאים המבוססת על אקטין ותאים מלאכותיים. מחקרה עוסק בתחום המשלב פיזיקה וביולוגיה. מחקריה עוסקים בעיקר בהיבטים הביופיזיקליים של ארגון עצמי ושינוי ויצירת דפוסים בביולוגיה, ובפיתוח מודלים של מערכות ביולוגיות. במעבדתה, המחקר מתמקד בשלוש דרכי מחקר עיקריות, לחקירת ההתמיינות העצמית של האקטין, חלבון בעל תפקיד מרכזי בשלד התא. ראשית, מחקר המתעסק בניצול המודל הביולוגי הטבעי של תנועת החלבון אקטין, בשביל לנסות לגלות פיסות מידע על המכניקה של תנועת תאים. שנית, מחקר העוסק בבעלי חיים רב תאיים, בהתמקדות בתפקיד האקטין במשך תהליך ההתחדשות של ההידרה. ולבסוף, המחקר השלישי עוסק בפיתוח תאים מלאכותיים, על מנת לחדש את תנועת האקטין בהם באופן מלאכותי בסביבה מבוקרת. ההידרה היא טורף זעיר. היא חיה במים מתוקים, ולוכדת את הטרף שלה בעזרת זרועות סביב פיה. כבר מאות שנים שההידרה מעניינת את החוקרים בעולם המדע עקב יכולתה להתחדש ליצור שלם מפיסות של רקמות או תאים. עד מחקר זה, יכולת מיוחדת זו של ההידרה הוסברה בכך שאותות כימיים נותנים לרקמה רמזים מספיקים היכן עליה להצמיח את האיברים החסרים לה. המחקר החדש שנערך בפקולטה לפיזיקה בטכניון על ידי פרופ' כנרת קרן, ושותפיה: פרופ' ארז בראון ותלמידי המחקר אנטון ליבשיץ, ליטל שני-זרביב ויונית מרודס-זקס, מקשר את יכולת ההתחדשות לכדי יצור רקמות חדשות מפיסות של תאים (רגנרציה) של ההידרה ל"זיכרון מכני מבני" הקיים בתאי גופה. החידוש העיקרי במחקר זה, הוא הזיכרון המכני-מבני, שגילויו שם דגש על מידת הצורך של התהליכים המכניים בתהליך הרגנרציה. זיכרון זה, שעוזר להידרה להתחדש ליצור שלם, הוא דפוס של כוח מכני שקיים בסיבי חלבון דקים שמשמשים כשלד התאי. כשחלק מרקמה כלשהי נקטע מגופה של ההידרה, השלד של הרקמה שנקטעה נשאר ושורד, ויודע לסדר את התאים בצורה שתתאים על מנת לייצר צורת מבנה גוף של הידרה בוגרת. מהלך המחקר מתבסס על דרך הפעולה של ההידרה: חתיכת רקמה שנקטעת מההידרה מתקפלת תחילה למין כדור קטן. סיבי החלבון מתעוותים, ומאולצים למצוא איזון בין שימור השלד הישן ובין התאמה לצורה החדשה. על סמך התבנית שאצורה בשלד, חלקי הגוף מתפתחים להידרה שלמה: הרקמה הכדורית הופכת לגליל ומצמיחה פה שסביבו זרועות. פרופ' קרן ושותפיה למחקר מצאו שהפרעה בכוונה תחילה במבנה השלד מספיקה על מנת לשבש את התהליך ואת יצירת ההידרה המתחדשת בצורה בו היא צריכה להיבנות. באחד הניסויים, החוקרים חתכו רקמה להידרה בוגרת לטבעות. לאחר שהטבעות התקפלו כאמור לכדור, הרקמה כללה מספר אזורים שונים של סיבים המסודרים בכיוונים שונים בגלל האילוץ הגאומטרי של הקיפול. כתוצאה מכך, נוצרה הידרה דו-ראשית. אך, כאשר החוקרים גרמו לטבעות הרקמה להישאר מעוגנות בעזרת חיבור חוטי מתכת, התפתחה הידרה חד-ראשית. המסקנה מניסוי זה, היא שהתגובה המכנית שקיימת ברקמה מעודדת היווצרות סדר בהידרה כאשר היא מתפתחת. הידרות הן יצורים פשוטים יחסית לרוב היצורים הדומים להם במערכת החי. אבל בכל זאת, בדפוס הבסיסי של סיבי שלד אשר מסודרים בצורות שונות ניתן להבחין גם ברקמות בגוף האדם: שרירים, לב, מעיים, שיער או עור. עקב העובדה שמנגנונים דומים פועלים גם בתהליכי הגדילה של יצורים רבים משלב העובר ועד לחיה הבוגרת, הבנה מעמיקה של תהליכי ההתחדשות בהידרה עשויה לעזור בהבנה של המנגנונים המכניים והאותות הביוכימיים, שמשתתפים בתהליכי ההתפתחות הביולוגית. מענק מחקר – 900 אלף יורו מטעם האיחוד האירופי. מטרת המחקר לפתח שחיין מהונדס, אשר יורכב מקרום שומני דקיק העוטף טיפת מים, ומכיל חלבונים הדרושים לקיומו ולתנועתו. גודלו יהיה כ־10 מיקרון — גודלו של תא טבעי. דרך התנועה שנחקרת מתבססת על סוג של מנוע ביולוגי העשוי מחלבונים, אשר גורמים לחומרים כימיים להפוך לאנרגיה מכנית. המטרה היא להשתמש באנרגיה כימית על מנת לגרום לתנועה, כיום אין מנוע שמתבסס על חומרים כימיים. על פי כנרת קרן, ידוע כבר הרבה מאוד על החומרים שישמשו יחד להנעת התא. לדבריה, לא הצליחו עדיין להבין כיצד כל החלקים הללו פועלים כמכלול, ואיך יהיה אפשר להתערב בפעולה שלהם, ולשלוט בתנועה. בנקודה זו בעיקר מתמקדים ארבעת המדענים שחוקרים יחד איתה. הם מתבוננים, מנתחים סרטים מיקרוסקופיים על מנת לבדוק את תנועת מערכת התא, ומשווים למודלים במערכות ממוחשבות. תא מלאכותי יוכל לשמש לאריזת תרופות, ולטיפל במחלות באופן מכוון מטרה ומדויק מפעם. זכייתה של קרן מתבססת על כיוון המחקר החדיש והשונה שלה בתחום האלקטרוניקה. כלומר, שיטה חדשה בה ניתן, באמצעות מולקולות כגון פחמן לבנות מעגלים חשמליים חדישים. בעוד שחוקרים אחרים מנסים לפתח טרנזיסטורים מתוך צינורות מוליכים למחצה, קרן החליטה לנסות לשנות את התהליך של הרכבת טרנזיסטורים כאלה. השיטה שלה, הייתה לחבר חתיכות משלימות של DNA לננו-צינור ולסיליקון. עקב העובדה שחלקי ה-DNA נקשרים זה לזה מטבעם, הם עשו את העבודה של הרכבת הצינור והסיליקון ויצירת הטרנזיסטור, באופן יעיל ומהיר יותר. על אף שהניסוי של קרן נותר אז כמתאים רק למעבדה, הוא בסופו של דבר יכול לעזור לפתח שיטות חדשות לייצר באופן יעיל מעגלים חשמליים שבהם כל טרנזיסטור הוא מולקולה בודדת. במקביל לקריירה האקדמית קרן היא גם כדורסלנית ששיחקה בליגת העל בכדורסל נשים ובליגות נוספות, ובין השאר שיחקה באס"א ירושלים ובמכבי חיפה. קרן פרסמה מאמרים רבים, ביניהם: Keren, K., Krueger, M., Gilad, R., Ben-Yoseph, G., Sivan, U., & Braun, E. (2002). Sequence-specific molecular lithography on single DNA molecules. Science, 297(5578), 72-75. Keren, K., Berman, R. S., Buchstab, E., Sivan, U., & Braun, E. (2003). DNA-templated carbon nanotube field-effect transistor. Science, 302(5649), 1380-1382. Keren, K., Pincus, Z., Allen, G. M., Barnhart, E. L., Marriott, G., Mogilner, A., & Theriot, J. A. (2008). Mechanism of shape determination in motile cells. Nature, 453(7194), 475-480. Keren, K., Yam, P. T., Kinkhabwala, A., Mogilner, A., & Theriot, J. A. (2009). Intracellular fluid flow in rapidly moving cells. Nature cell biology, 11(10), 1219-1224. Keren, K. (2011). Cell motility: the integrating role of the plasma membrane. European Biophysics Journal, 40(9), 1013-1027. Livshits, A., Shani-Zerbib, L., Maroudas-Sacks, Y., Braun, E., & Keren, K. (2017). Structural Inheritance of the Actin Cytoskeletal Organization Determines the Body Axis in Regenerating Hydra. Cell Reports, 18(6), 1410-1421. 1998 – פרס הצטיינות של מכון ויצמן למדע. 2000 – פרס מלגת הצטיינות של הצ'ארלס קלור למצוינות אקדמית. 2003 – מלגת קרן רוטשילד לפוסט-דוקטורט. 2004 – שמה הופיע ברשימת 100 החוקרים והממציאים הצעירים המובילים במדע וטכנולוגיה בעולם (TR100), על ידי מגזין הטכנולוגיה של MIT. 2005–2007 – מלגת קרן דיימון ראניון לחקר הסרטן, לפוסט-דוקטורט. 2008 – מלגת אלון לחוקרים צעירים מצטיינים. 2010 – פרס קריל למצוינות במחקר מדעי בפיזיקה של קרן וולף 2011 – פרס החוקרת הצעירה של הארגון האירופי לביופיזיקה (EBSA). שי חורב, "כנרת קרן", בלקסיקון החיפאים אישים ודמויות בחיפה, דוכיפת הוצאה לאור, עמ' 327, 2018. מדיה וקבצים בנושא כנרת קרן בוויקישיתוף כנרת קרן, באתר הטכניון Curriculum Vitae Kinneret Keren, European Biophysical Societies' Association השחיין המהונדס שירפא מחלות – ד"ר כנרת קרן מהטכניון מפתחת מכשיר רפואי זעיר שיטפל בגוף מבפנים, באתר כלכליסט, 28 במרץ 2010 חוקרים מישראל זכו במענקי מחקר של האיחוד האירופי, באתר "הידען", 28 באפריל 2008 Nano Seminar - Dr. Kinneret Keren – תקציר לקראת סמינר שהעבירה קרן באוניברסיטה העברית מחקר בדק את יכולת ההידרה לגדל חלקי גוף חסרים, באתר ynet, 9 בפברואר 2017 40 הצעירים המבטיחים 2010 – החוקרים, באתר TheMarker‏, 7 בספטמבר 2010 יעל ברנובסקי, לראשונה: ישראלי זכה ב"פרס נובל למתמטיקה", באתר ynet, 19 באוגוסט 2010 כנרת קרן – פרופסור חבר, באתר הטכניון – הפקולטה לפיזיקה 40 הצעירים המבטיחים 2010 – החוקרים, באתר TheMarker‏, 7 בספטמבר 2010 Kinneret Keren, Russell Berrie Nanotechnology Institute "Two Israelis selected as world's 'top young innovators'". ISRAEL21c (באנגלית). 3 באוקטובר 2004. נבדק ב-2017-11-04. {{cite web}}: (עזרה) ד"ר כנרת קרן (Dr. Kinneret Keren), באתר קרן וולף אישור הרכב הוועדה ותקנון לקידום ייצוג נשים במוסדות להשכלה גבוהה, באתר המועצה להשכלה גבוהה, ‏8 באפריל 2014 ynet, מחקר בדק את יכולת ההידרה לגדל חלקי גוף חסרים, באתר ynet, 9 בפברואר 2017 כיצד יודעת ההידרה היכן לגדל מחדש חלקי גוף חסרים?, באתר "הידען", 10 בפברואר 2017 השחיין המהונדס שירפא מחלות, באתר כלכליסט, 28 במרץ 2010 Lok, Corie (1 באוקטובר 2004). "TR 100 Nanotech". MIT Technology Review. נבדק ב-2017-11-04. While other researchers have already made transistors out of individual semiconducting nanotubes, Keren decided to address the process of assembling such transistors. {{cite web}}: (עזרה) Curriculum Vitae Kinneret Keren, European Biophysical Societies' Association יובל דרור, ד"ר כנרת קרן, מדענית ישראלית נוספת ברשימת 100 הממציאים הצעירים הבולטים בעולם, באתר הארץ, 21 בספטמבר 2004 "Prizes and medals awarded by EBSA". European Biophysical Societies' Association. נבדק ב-2017-11-04.