נתן נלסון

נתן נֶלסון (נולד ב-1 בינואר 1938) הוא פרופסור אמריטוס לביוכימיה וביולוגיה מולקולרית ומבנית באוניברסיטת תל אביב. חתן פרס ישראל בחקר מדעי החיים לשנת תשע"ג (2013). הוא פרסם למעלה מ-240 מאמרים מדעיים שצוטטו למעלה מ-15,000 פעמים.

ביוגרפיה
נלסון נולד לגניה ומשה במושב אביחיל ב-1938. אביו, שהגיע לארץ ישראל ב-1918 מארצות הברית כחייל בגדוד העברי, היה חלוץ ממייסדי רמת גן, גן חיים ואביחיל. משפחת אמו הייתה מראשוני רמת גן. נלסון שירת בנח"ל המוצנח ובמסגרתו היה חבר קיבוץ גבים. בעקבות מחלת אביו, עזב את הקיבוץ על מנת לטפל במשק באביחיל.

ב-1961 פרופ' אלעזר כוכבא, שהיה מורו של נלסון שכנע אותו ללמוד ביולוגיה באוניברסיטת תל אביב באבו כביר. נלסון השלים שם 3 תארים, עד לדוקטורט (ב-1970 בהדרכתו של פרופ' יוסקה נוימן). בתקופה זו פגש ונישא לחנה לבית בורשטין. לימים נולדו להם שלושה ילדים. את הפוסט-דוקטורט עשה נלסון אצל פרופ' אפרים רקר באוניברסיטת קורנל בארצות הברית. ולאחריו הוזמן ללמד בטכניון בחוג לביולוגיה. ב-1980 קודם לדרגת פרופסור מן המניין. לאורך השנים היה בשבתונים בביוצנטרום בבזל אצל פרופ' ג'ף שץ ובאוניברסיטת קורנל אצל פרופ' רקר.

ב-1985 נענה להצעתו של פרופ' רון קבק להצטרף למכון לביולוגיה מולקולרית בחברת Roche בארצות הברית שם עסק במחקר בסיסי. ב-1995 חזר לישראל ויסד את קבוצת המחקר שלו במחלקה לביוכימיה באוניברסיטת תל אביב. בנוסף להוראה ולמחקר היה מהמובילים להקמת מרכז לקריסטלוגרפיה ע"ש דניאלה ריץ' באוניברסיטת תל אביב, שהוקם בתקציב מינימלי, ועמד בראשו בין השנים 2005–2011. נלסון היה חבר בחבר הנאמנים ובוועד המנהל של אוניברסיטת תל אביב, סגן יו"ר המכון לביולוגיה מולקולארית ותאית של יונסקו בוורשה, ונשיא האגודה הביוכימית הישראלית. ב-2011 קיבל מענק מחקר חמש שנתי למדענים בכירים ממועצת המחקר האירופית (ERC).

עבור הישגיו המדעיים זכה נלסון בפרסים ואותות של כבוד ובהם פרס הומבולט (Humboldt), חברות ב-EMBO, פרס קציר של ILANIT, ובתואר דוקטור לשם כבוד מאוניברסיטאות סצ'ואן בסין ואוניברסיטת בולוניה באיטליה. נתן נלסון הוא חתן פרס ישראל בחקר מדעי החיים לשנת תשע"ג (2013).

מחקריו
מחקריו של נלסון עוסקים בחלבונים הממוקמים בקרום התא. הישגיו העיקריים הם בתחומים של חלבוני V-ATPase, נשאי נוירוטרנסמיטרים (חומרים המוליכים אותות בין תאי עצב) ונשאים של יוני מתכות ופוטוסינתזה.

V –ATPase
V-ATPase הוא קומפלקס המצוי בקרומים תאיים המפרק מולקולות ATP, ומנצל את האנרגיה המתקבלת מן הפירוק כדי להעביר חומרים לתוך אברוני התא בניגוד למפל הריכוזים של החומר. נלסון חקר שמרים המסוגלים להתקיים ללא הקומפלקס הזה, ובכך איפשר לחקור את המבנה שלו ולאתר את הגנים המקודדים אותו. ממצא זה היה הבסיס לשורה של מחקרים שהתמקדו ב-V-ATPase. רבים מהגנים המקודדים את מרכיבי הקומפלקס התגלו במעבדתו של נלסון, ואחד החלבונים אף הופק בגביש שמבנהו פוענח. לחלבון זה אף הוצע מנגנון פעולה.

נשאים במוח
נלסון חקר חלבונים המשמשים נשאים להעברת מוליכים עצביים דרך קרום תא העצב. לדוגמה, הוא היה שותף לגילוי הגן שמקודד את הנשא של המוליך העצבי חומצה גאמא-אמינובוטירית (ידוע בקיצור כ-GABA. חלבון זה מורכב מ-12 מקטעים חוצי-ממברנה, והוא הגן הראשון שפורסם שמקודד לנשא של מוליך עצבי כמו גם הראשון שפורסם שמקודד נשא של חומצת אמינו. נשאים נוספים של מוליכים עצביים התגלו ואופיינו במעבדתו.

נשאי מתכות
נלסון חקר נשאי מתכות, ומחקריו בשמרים סיפקו הסבר לעמידות ורגישות לחיידקים מחוללי מחלות בעכברים ובבני אדם, ובהן צרעת ושחפת. נלסון הראה שבזבובי דרוזופילה  (זבובי פירות) ניתן להתגבר על חוסר הטעם שמופיע כתוצאה מפגם בגן המקודד לחלבון זה, על ידי תוספת של מתכות כמו מנגן וברזל למזונם.

פוטוסינתזה
פוטוסינתזה היא תהליך המשמש להפקת אנרגיה ותרכובות אורגניות מתרכובות אי-אורגניות בחלק מהיצורים החיים. תהליך הטמעת האור, בו פעילים ארבעה קומפלקסים של חלבונים ממברנליים, היה מרכז התעניינותו של נלסון מתחילת הקריירה המדעית שלו. מתוכם חקר שלושה:
קומפלקס הציטוכרומים b6-f וממברנות הכלורופלסטים.
קומפלקס PSI, האחראי לקליטת האור והפיכתו מאנרגיה פיזיקלית לאנרגיה כימית.
ATP synthase, או CF1, שמייצר את מולקולות ה-ATP המשמשות כ"מטבע אנרגיה" בכל האורגניזמים.

הישגו הבולט ביותר בתחום זה הוא פיענוח מבנה ה-photo system I (PSI) של צמחים עילאיים בעזרת שיטות קריסטלוגרפיות. פתרון הגביש חשף מבנה הכולל 18 חלבונים שונים בעלי 46 קטעים חוצי ממברנה, כ-170 מולקולות כלורופיל (החומר הירוק בצמח שקולט אור), כ-30 קרוטנואידים (קולטי אור מסוג שונה שגם מגינים מנזקי חמצון), ועוד. קומפלקס זה הוא המסובך ביותר שנפתר מבין הקומפלקסים הממברנליים (הקרומיים). נלסון מצא שכאשר גביש ה-PSI, שממדיו זעירים ביותר (נמדדים באלפיות של מ"מ) מואר בלייזר בסביבה נטולת חמצן, הוא מייצר מתח חשמלי של למעלה מ-10 וולט.

אותות ופרסים
2006 תואר פרופסור לשם כבוד מאוניברסיטת סצ'ואן.
2007 תואר פרופסור לשם כבוד מאוניברסיטת בולוניה
2011 פרס "קציר" של ארגון "אילנית"
2013 פרס ישראל בחקר מדעי החיים

קישורים חיצוניים

 הדף של נתן נלסון בפקולטה למדעי החיים, אוניברסיטת תל אביב 
 פרופ' נתן נלסון באתר אוניברסיטת תל אביב
 פרופ' נתן נלסון באתר פרס ישראל
 פרופ' נתן נלסון מאוניברסיטת תל אביב זכה בפרס ישראל בתחום חקר מדעי החיים באתר הידען, 1 בינואר 2013

מדענים ישראלים
ביוכימאים ישראלים
ביולוגים ישראלים
אביחיל: אישים
בעלי תואר דוקטור מאוניברסיטת תל אביב
סגל הטכניון - מכון טכנולוגי לישראל
סגל אוניברסיטת תל אביב: נוירוביולוגיה, ביוכימיה וביופיזיקה
זוכי פרס ישראל למדעי החיים
ישראלים שנולדו ב-1938