קרוליין דין
כלת פרס וולף בחקלאות 2020
קרוליין דין
שייכות בעת מתן הפרס:
ממכון John Innes Centre ,אנגליה
נימוק למתן הפרס:
"על תגליותיה החלוציות בבקרת זמן הפריחה והבסיס האפי-גנטי לקיוט (ורנליזציה)".
שותפים לפרס:
ללא שותפים
ככל שהחורף מפנה את מקומו לאביב, צמחים רבים מלבלבים במלוא תפארתם במטרה למשוך מאביקים. כמו בעבודת שעון, מינים אלה מתעכבים בפריחתם, עד תחילת האביב, כאשר התנאים מיטביים להפריה והתפתחות זרעים. חוקרים ידעו זה מכבר כי צמחים מעכבים את הפריחה עד שחוו תקופה של קור ממושך, תהליך המכונה וורנליזציה. במשך עשרות שנים, מגדלי הצמחים ניצלו את התלות בקור כדי לפתח זנים של דגנים וירקות ולהרחיב את טווח יבוליהם בכדי להבטיח אספקה לאורך כל השנה. עם זאת, הבסיס המולקולרי של הוורנליזציה רק מתחיל להתגלות. עבודתה של פרופ. דין המתרכזת בהבנת מנגנוני זיכרון וחישת טמפרטורה בצמחים, בעלת השפעה לא רק על החקלאות, אלא גם על הביולוגיה כולה.
קרוליין דין (ילידת 1957) גדלה בצפון אנגליה. לאחר שרכשה תואר ראשון ושני בביולוגיה באוניברסיטת יורק, עברה לקליפורניה לחקור בתחום הביולוגיה מולקולרית. בשנת 1988 החלה לעבוד במרכז ג'ון אינס, שם עיקר עיסוקה בחקר הבסיס המולקולרי של תהליך הורנליזציה.
מחקרה של דין הוביל לכמה פריצות דרך משמעותיות שהשפיעו ישירות על הבנתנו את התהליכים הביולוגיים היסודיים שהינם בעלי חשיבות קריטית לחברה, כלומר המנגנון המולקולרי המבקר את תזמון הפריחה של צמחים עילאיים. מחקרה התמקד בשתי שאלות מרכזיות בביולוגיה של הצמח: מדוע צמחים מסוימים חייבים לעבור חורף לפני שיוכלו לפרוח וכיצד הם זוכרים שנחשפו לטמפרטורות קרות שבועות או חודשים קודם לכן? לא מדובר בסוגיות אקדמיות בלבד משום שהטיפוח של זני דגנים שונים, בהם נדרשת או לא נדרשת חשיפה לתקופת קור, הוא אחד מאבני הפינה של הגדלת התנובה של גידולים חקלאיים באזורים עם אקלים ממוזג. דין ותלמידיה שיבטו כמה מהגנים החשובים ביותר השולטים בזמן הפריחה של תודרנית לבנה (Arabidopsis thaliana) בתגובה לוורנליזציה, התהליך שבו צמחים "זוכרים" שנחשפו בעבר לטמפרטורה נמוכה כדי לתזמן את הפריחה בעונה הנכונה.
בניסיון להבין את מנגנוני הפעולה של הוורנליזציה, דין ועמיתיה אפיינו מערכת אפי-גנטית המבקרת את התהליך. מערכת זו כוללת עיבוד RNA באמצעות מסלול השתקה של מולקולות RNA קטנות ודה-מתילציה של היסטונים. יחד עם שותפיה למחקר, הם המשיכו ופיתחו מודל מולקולרי כמותי המסביר כיצד צמחים "זוכרים" את החורף. מחקרה החלוצי מתאר את האופן שבו צמחים מצליחים לסנן את האותות שמופעלים על ידי טמפרטורות נמוכות מתוך תנאי סביבה בהם מנעד הטמפרטורות רחב וכיצד הצמח זוכר זאת בהמשך התפתחותו. דין תרגמה את המחקר הבסיסי שלה על התודרנית הלבנה לביולוגיה של גידולים חקלאיים, ובמיוחד לטיפוח של זנים ממשפחת הכרוביים, תוך שימוש באללים, שאופיינו במהלך המחקר הבסיסי יותר, המבקרים את מועד הפריחה. עבודתה של דין מספקת פרדיגמה מולקולרית לוויסות אפי-גנטי הנשלט על ידי הסביבה עם השלכות עצומות לטיפוח גידולים בתנאי סביבה משתנים או תנאי גידול תת אופטימליים המאפיינים מצב של שינויי אקלים.
קרוליין הינה תומכת נלהבת למען קידום נשים במדע ומשמשת מודל לחיקוי. לא ניתן להפריז בחשיבות עבודותיה של דין והשלכותיהן על החקלאות ואלו רק מתעצמות לנוכח השינויים שחלים בתנאי האקלים.