ונקטסן סונדרסאן
חתן פרס וולף בחקלאות 2024
ונקטסן סונדרסאן
שייכות בעת הענקת הפרס:
אוניברסיטת קליפורניה, דיוויס, ארה"ב
נימוק למתן הפרס:
"על גילויים מרכזיים בביולוגיה התפתחותית של צמחים התורמים לשיפור יבולים".
שותפים לפרס:
ונקטסן סונדרסאן
ג'ואן קורי
אליוט מ. מאירוביץ
ונקטסן "סונדר" סונדרסאן Venkatesan “Sundar” Sundaresan (יליד 1952, הודו), השלים תואר ראשון ושני בפיזיקה באוניברסיטת פון, המכון ההודי לטכנולוגיה-קנפור ואוניברסיטת קרנגי-מלון. את מחקרו בדוקטורט ערך בנושא בקרה על ביטוי גנים לקיבוע חנקן בחיידקים סימביונטים עם קטניות, באוניברסיטת הרווארד בהדרכתו של פרד אוסובל. לאחר מכן השתלם בפוסט-דוקטורט בגנטיקה של צמחים במעבדתו של מייק פרילינג באוניברסיטת קליפורניה-ברקלי. מינויו הראשון כחוקר עצמאי היה ב Cold Spring Harbor Laboratory בניו יורק. היה המנהל המייסד של המכון לאגרוביולוגיה מולקולרית (כיום המעבדות למדעי החיים של Temasek) באוניברסיטה הלאומית של סינגפור. החל מ-2001, הוא חוקר באוניברסיטת קליפורניה-דייוויס. במהלך תקופה זו, כיהן כיו"ר המחלקה לביולוגיה של צמחים וכמנהל תוכנית BREAD (שיתוף פעולה בין הקרן הלאומית למדע וקרן ביל ומלינדה גייטס). סונדרסאן שימש כחבר מערכת בכתבי העת Genetics, Plant Reproduction ,The Plant Cell ו- Trends in Plant Science.
זרעים הם מקור המזון העיקרי של האנושות. ניתן להגדיל במידה ניכרת את תפוקת הזרעים באמצעות יצירת מכלואים בגנים נבחרים, אך שילובים אלה אינם מנוצלים ברחבי העולם. שילובי גנים התורמים ליבולים גבוהים אובדים לאחר רבייה מינית, כך שחקלאים אינם יכולים לשתול מחדש זרעים מצמחי מכלוא. לכן, יש לייצר באופן מתמיד זרעים היברידיים באופן מסחרי על ידי הכלאות, בתהליך יקר הדורש עבודה רבה. עבור רוב הגידולים, ההוצאה הגבוהה על זרעים היברידיים מרחיקה אותם מהישג ידם של חקלאים רבים.
זרעים נוצרים בעקבות הפריה והתחברות גמטות (תאי מין) צמחיות. ברבייה מינית, שני תאי מין (גמטות) מתלכדים לתא אחד, זיגוטה, אשר תכונותיו מורכבות מתכונות שני תאי המין. לעומת זאת רבייה אל-זוויגית (או א-מינית) היא תהליך של יצירת העתק של הורה יחיד, הזהה לו מבחינה גנטית (למעט מוטציות), מבלי שיהיה מעורב בתהליך חומר גנטי מהורה נוסף.
בשני העשורים האחרונים, ד"ר סונדרסאן חשף מסלולים מולקולריים וגנים מרכזיים המבקרים יצירת גמטות צמחיות ויצירת עוברים לאחר הפריה. בין היתר, מחקריו חשפו את האופן בו תאים מיוטיים מוגדרים וכיצד גמטות נקביות רוכשות את הזהות הייחודית שלהן. באמצעות מחקר שיטתי ודייקני, סונדרסאן הסיק שגן הפעיל בתאי זרע (BBM1 (Babyboom1 , פועל כמווסת ראשי של יצירת עוברים. הוא הראה שהפעלה מלאכותית של גן זה בתאי ביצית של צמח האורז יכולה לייצר צמחי צאצא בצורה א-מינית. הגילוי, שגן בודד מצמח רבייה מינית יכול לעקוף את ההפריה, פתח את הדלת ליישומים נרחבים.
הוא שילב הפעלה מלאכותית של הגן BBM1 בתאי ביצית של אורז יחד עם עריכה גנומית של גנים מיוטיים ידועים על מנת לבטל את תהליך המיוזה, וקיבל זרעים דיפלואידים משובטים זהים גנטית להורה. הקלונים שמרו על ההטרוזיגוטיות של צמחי האב והניבו צאצאים שהיו גם הם זהים להורה.
השיטה נוסתה לאחר מכן באורז היברידי מסחרי כדי לייצר דורות מרובים של צאצאים היברידיים משובטים, ביעילות המתאימה לשימוש בשטח על ידי חקלאים. לאחרונה, על ידי יצירת צאצאים א-מיניים בתירס, הם הוכיחו את ישימות הגישה גם לגידולים מרכזיים נוספים. תגלית חלוצית זו סוללת את הדרך לעמידה בדרישות מזון מוגברות מבלי להגדיל את השימוש בקרקע על ידי שתילת גידולים היברידיים.
פרס וולף מוענק לונקטסן סודרסאן על גילויים חלוציים בגנטיקה ובביולוגיה מולקולרית של רביית צמחים ויצירת זרעים ועל יישום ידע זה לפיתוח גידולים היברידיים מתרבים עצמאית אשר ישנו את החקלאות, ויהפכו גידולים בעלי יבול גבוה לשימושיים על ידי חקלאים.