חזרה לרשימה
על הזוכה
מקבל פרס ישראל לשנת תשע"ו בתחום חקר הכימיה וחקר הפיזיקה.
מאיר להב, פרופ' למדעי הכימיה במכון ויצמן למדע, הוא מהחוקרים הבולטים בעולם בתחום כימיה אורגנית של מצב מוצק. במשותף עם פרופ' לסלי לייזרוביץ השיג פריצות דרך מדעיות בהבנת תהליכי התארגנות עצמית של מבנים כיראליים מסודרים בדומה לאופי החומרים בטבע. מחקרים אלה מהווים בסיס להבנת תהליכים בטבע המשמשים תשתית מדעית לפיתוח עתידי של תרופות.
התכנים בעמוד
נימוקי השופטים
פרופ' איתמר וילנר, יו"ר, פרופ' אמנון אהרוני, פרופ' אוה מאירוביץ, פרופ' אורי צ'שנובסקי
פרס ישראל בחקר הכימיה והפיזיקה מוענק לפרופ' מאיר להב ולפרופ' לסלי ליזרוביץ ממכון ויצמן למדע על מחקריהם החלוציים בהבנת תהליכים בסיסיים בתחום הסטראוכימיה באמצעות קריסטלוגרפיה. מחקרים אלה מתמקדים בפענוח מנגנונים של התהוות גבישים ומבנים כיראליים מסודרים, על ידי התארגנות עצמית המושרית על ידי המבנה המולקולרי.
מבנים מולקולריים מגוונים מופיעים בעולמנו כחומרים בעלי כיווניות ימנית או שמאלית המהווים תמונת ראי זה של זה (דוגמת ההבדל בין כף יד ימין לכף יד שמאל). לעומת זאת, בעולם החי והצומח בולטים החומרים בעלי כיווניות מוגדרת. למשל, רוב הסוכרים מפותלים בכיוון אחד, בעוד החומצות האמיניות מפותלות בכיוון האחר.
מחקריו הראשוניים של פרופ' לסלי ליזרוביץ בחנו את הקשר בין מבנה המולקולות ואופן הסתדרותן בגבישים שונים. באותה עת התמקד פרופ' להב בפיתוח שיטות להכנת גבישים המאופיינים בתכונות מבניות וכימיות מוגדרות. מחקרים אלה העלו אתגר מדעי משותף המתמקד בהבנה של תופעת הכיראליוּת, לפיה חומר חסר כיווניות הופך למערכת בעלת העדפת כיווניות מובהקת, בדומה למערכות ביולוגיות.
במחקריהם המשותפים הצליחו החוקרים לפתח תהליכים המוכיחים היתכנות היפוך מערכת חסרת כיווניות למערך המאופיין בכיווניות מובהקת. החוקרים גילו כי הוספת כמות מזערית של חומר כיראלי המאופיין בכיווניות מסוימת גורמת למכלול המולקולות להתגבש למבנה כיראלי אחיד. בכך הצליחו החוקרים לבסס את הקשר שבין המבנה הכיראלי של מולקולה בודדת ובין הסימטריה המבנית של מכלול המולקולות היוצרות את הגביש. תגלית זו מהווה תרומה חשובה להבנת התפתחות החיים.
הבנת הקשר שבין הכיווניות המולקולרית למבנה הגביש הובילה את החוקרים לפיתוח שיטות חדשות להפרדת חומרים על פי כיווניותם, לתכנן שינויים מבוקרים במבנה הגבישים ולהציג מבנים גבישיים שונים של אותו חומר (פולימורפיזם). מחקרים אלה הובילו לשינוי תפיסתי בהבנת הקשר שבין מבנה הגבישים לתכונותיהם הכימיות, וממצאיהם מהווים יסוד בתעשיית התרופות.
מחקר פורץ דרך נוסף של פרופ' ליזרוביץ ופרופ' להב עסק בפיתוחה של שיטה קריסטלוגרפית חדשה, העושה שימוש באלומת קרני X שמקורם בסינכרוטרון לאפיון צברים מולקולריים הנוצרים על פני שכבת מים. בעבודה חלוצית זו הצליחו החוקרים להוכיח את היווצרותם של צברים מולקולריים קטנים המשמשים גרעיני התגבשות לחומר המוצק. פענוח מנגנון הגיבוש הוביל להבנת אופן היווצרותם של גבישי כולסטרול בתוך פוספוליפידים ושל גבישים הנוצרים במחלת המלריה.
על כל אלה ועוד מצאה הוועדה את הפרופ' מאיר להב ואת הפרופ' לסלי ליזרוביץ ראויים לקבל את פרס ישראל בחקר הכימיה ובחקר הפיזיקה לשנת תשע"ו.
קורות חיים
מאיר להב, פרופ' למדעי הכימיה במכון ויצמן למדע, הוא מהחוקרים הבולטים בעולם בתחום כימיה אורגנית של מצב מוצק. במשותף עם פרופ' לסלי לייזרוביץ השיג פריצות דרך מדעיות בהבנת תהליכי התארגנות עצמית של מבנים כיראליים מסודרים בדומה לאופי החומרים בטבע. מחקרים אלה מהווים בסיס להבנת תהליכים בטבע המשמשים תשתית מדעית לפיתוח עתידי של תרופות.
פרופ' להב מתגורר ברחובות והיה נשוי ליונה ז"ל. הוא אב לערן, נילי ומיכל וסב למאיה, מיטל, מעיין, רוני ונוגה.
לימודים והשתלמויות
1962 תואר מוסמך בכימיה (בהצטיינות), האוניברסיטה העברית בירושלים
1967 תואר דוקטור בכימיה, מכון ויצמן למדע, רחובות
1969–1971 השתלמות בתר-דוקטורט, אוניברסיטת הרווארד, ארה"ב
תפקידים אקדמיים בארץ
1971–1974 מדען, המחלקה לכימיה מבנית, מכון ויצמן למדע, רחובות
1975–1977 חוקר בכיר, המחלקה לכימיה מבנית, מכון ויצמן למדע, רחובות
1978–1982 פרופסור חבר, המחלקה לכימיה מבנית, מכון ויצמן למדע, רחובות
1982–2004 פרופסור מן המניין, המחלקה לכימיה מבנית, מכון ויצמן למדע, רחובות
1984–2004 מופקד הקתדרה ע"ש מרגרט תאצ'ר, מכון ויצמן למדע, רחובות
2004– פרופ' אמריטוס
1979–1983 יו"ר ועדת הוראה למדעי הכימיה, מדרשת פיינברג, מכון ויצמן למדע, רחובות
1984–1986 סגן יו"ר המועצה המדעית, מכון ויצמן למדע, רחובות
1991–2000 ראש (ומייסד) המחלקה לחומרים ופני שטח, מכון ויצמן למדע, רחובות
1995–2001 ראש (ומייסד) מרכז שמידט-מינרווה לאינטראקציות מולקולריות, מכון ויצמן למדע, רחובות
תפקידים אקדמיים בחו"ל
1982 פרופסור אורח, אוניברסיטת קיימברידג', בריטניה
1984 פרופסור אורח, אוניברסיטת הרווארד, ארה"ב
1984–1994 יועץ מדעי לחברת דופונט, דלוור, ארה"ב
1992 פרופסור אורח, אוניברסיטאות פרנקפורט ומיינץ, גרמניה
1992, 2004 פרופסור אורח, אוניברסיטת שטרסבורג, צרפת
1998 חבר האקדמיה הגרמנית למדעים Leopoldina
2005, 2008 פרופסור אורח, אוניברסיטת טוקיו, יפן
פרסים ואותות הוקרה
1965 פרס קנדי ממדרשת פיינברג, מכון ויצמן למדע, רחובות
1974 פרס א"ד ברגמן, מכון ויצמן למדע, רחובות
1984 הרצאות Centenery מטעם החברה המלכותית לכימיה, בריטניה
1984 פרס קולטהוף, הטכניון, חיפה
1985 סדרת הרצאות FNC, אוניברסיטת פרינסטון, ארה"ב
1987 מדליית זהב ע"ש פרלוג, E.T.H., ציריך, שוויץ
1999 פרס החברה הישראלית לכימיה
1999 פרופסור כבוד של אוניברסיטת מינסוטה ע"ש פרסי
2002 פרס אמינוף, האקדמיה השוודית למדעים
2006 מדליית הכיראליות, החברה האיטלקית לכימיה
2009 מדליית הזהב של החברה הישראלית לכימיה
מפעל חיים
פרופ' מאיר להב נולד בסופיה שבבולגריה בשנת 1936 להוריו ליזה ואלברט זכרם לברכה. עם קום המדינה עלה עם משפחתו ארצה. הוא סיים את בית הספר היסודי בכפר אתא והמשיך את לימודי התיכון במגמה הראלית בבית הספר לילדי עובדים בקריית חיים. "אני זוכר שהושפעתי מאוד מהמורה לכימיה שעודד אותנו, התלמידים, ללכת לספרייה, לקרוא ולאסוף ידע ולהרחיב אופקים. הלימוד היה מבוסס על חקרנות ועניין ולא על שינון".
בשנת 1956 התגייס לחטיבת גולני ולחם במבצע סיני. במלחמות נוספות השתתף בהיותו חייל בשירות מילואים.
את לימודיו האקדמיים החל פרופ' להב באוניברסיטה העברית בירושלים, שם סיים בהצטיינות את לימודי הכימיה בתחום הפולימרים בהדרכתו של פרופ' זילכה ואת לימודי הפיזיקה לתואר מוסמך. "הבנתי שניסויים בבעלי חיים שערכנו במעבדה במסגרת לימודי הכימיה אינם בשבילי. לא אהבתי להזיק לאף יצור חי. ניסויים בחומרים לעומת זאת לא מזיקים לאף אחד ולכן זה התאים לי".
ב-1963 החל את לימודי הדוקטורט במכון ויצמן למדע בתחום פוטוכימיה של מצב מוצק, בהדרכתו של פרופ' גרהרד שמידט. "גישת המחקר הבין-תחומית שהייתה נהוגה במעבדתו של שמידט עיצבה את המשך דרכי המדעית". את לימודי הפוסט דוקטורט בתחום הרדיקלים החופשיים וכימיה אורגנו-פיזיקלית השלים באוניברסיטת הרווארד שבארצות הברית.
עם חזרתו ארצה בשנת 1971 התמנה למדען חוקר במחלקה לכימיה מבנית במכון ויצמן למדע. משנת 1978 שימש פרופסור חבר במחלקה לכימיה מבנית, והועלה לדרגת פרופסור מן המניין ב-1982. ב-1984 קיבל לידיו את הקתדרה ע"ש מרגרט תאצ'ר, והחזיק בתפקיד עד פרישתו לגמלאות.
בשנת 1991 היה פרופ' להב ממקימיה של מחלקה חדשה, "חומרים ופני שטח", ועמד בראשה שלוש קדנציות, עד שנת 2000. בשנת 1995 ייסד את מרכז מינרווה ע"ש גרהרד שמידט לאינטראקציות מולקולריות, ועמד בראשו עד לשנת 2001.
העבודה המשותפת של פרופ' להב עם פרופ' לסלי לייזרוביץ החלה בשנות ה-70. במסגרת מחקריהם בחנו השניים – בעזרת עקיפת קרני X וקרני נאוטרונים – מנגנונים של ראקציות פוטוכימיות בתוך גבישים יחידים, שאינם נהרסים במהלך הריאקציה. במחקרים אלו עלתה שאלת הכיראליות – כיווניות המולקולות השונות בגבישים נתונים. בטבע הדומם קיימות כמויות דומות של מולקולות בעלות כיווניות ימנית ושמאלית. בעולם החי לעומת זאת קיימת העדפה כיוונית ברורה. השאלה כיצד מערכת חסרת העדפה כיוונית בחומר דומם הופכת למערכת בעלת העדפה כיוונית מובהקת כמו במערכות הביולוגיות, העסיקה רבות את שני החוקרים. במסגרת מחקרים אלה פיתחו פרופ' להב ופרופ' לייזרוביץ גישה להנדסת מורפולוגיה של גבישים לצורות רצויות בעלות מבנה ותכונות כימיות מוגדרות, ומצאו כי בתהליך הגיבוש מספיקה כמות זעירה של מולקולות כיראליות כדי לגרום לשאר המולקולות להתגבש באופן כיראלי אחיד.
מחקר זה הוביל לגילוי "כלל ההיפוך", אשר אִפשר למדענים לפתור שאלה שהייתה פתוחה שנים רבות באשר לקשר שבין המבנה הכיראלי המוחלט של מולקולה ובין המבנה הסימטרי של גביש הבנוי מהמולקולות האלה. הבנת "כלל ההיפוך" הובילה לשינוי תפיסתי באשר לסימטריה ולתכונות החדשות של גבישים המורכבים מיותר ממרכיב מולקולרי אחד. כיום מיושמות בתעשיית התרופות שיטות המבוססות על הגילוי המחקרי של שני החוקרים.
במחקר פורץ דרך נוסף פיתחו להב ולייזרוביץ בשיתוף עם מדענים דֶנים שיטה קריסטלוגרפית חדשה וייחודית לעקיפה של קרני X ממשטחים. באמצעות השיטה ניתן לקבוע את המבנה המולקולרי של צברים קטנים הנוצרים על פני המים. פענוח הרכבם אִפשר שליטה בתהליך היווצרות הגבישים מראשית תהליך ההתגרענות – ובעיקר הבנה של הקפאת קרח ממים המקוררים ביתר.
מחקריו פורצי הדרך של פרופ' להב הקנו לו הכרה בינלאומית רבה. הוא זכה במספר פרסים יוקרתיים ובהם מדליית הזהב ע"ש Prelog מהמכון הטכנולוגי של ציריך ופרס קולטהוף של הטכניון. ב-1998 התמנה לחבר האקדמיה הגרמנית למדעים Leopoldina. ב-2002 זכה בפרס אמינוף של האקדמיה השוודית למדעים. בשנת 2006 הוענקה לו מדליית הכיראליות מטעם החברה האיטלקית לכימיה וב-2009 קיבל את מדליית הזהב של החברה הישראלית לכימיה.
עד כה פרסם פרופ' להב למעלה מ-250 מאמרים מדעיים בעיתונות הבין-לאומית. שבעה עשר מהם בכתבי העת היוקרתיים Science ו-Nature.
פרופ 'להב הכשיר תלמידים רבים לתארים מתקדמים, קיבל מענקי מחקר מקרנות יוקרתיות והוזמן להרצות במספר רב של כנסים בין-לאומיים ואוניברסיטאות.
"כימיה היא צורת חיים בשבילי", מסביר להב. "יש משפחה ויש כימיה. אשתי המנוחה יונה הייתה נוהגת לומר – ובשביל מאיר, הכימיה היא לפני הכול".
בשנים האחרונות ממשיך פרופ' להב בפעילות מחקר נמרצת ומתמקד בעיקר בהבנת תופעת ההומוכיראליות בעולם החי. כמו כן, בשיתוף פעולה עם פרופ' איגור לובומירסקי הוא עוסק בחקר מבנה של פגמים בגבישים אורגניים פולאריים, ובתפקידם בקביעת טמפרטורה של הקפאת קרח.
פרסומים נבחרים
-
- 1978: “Photo-Polymerization in Chiral Crystals .1. Planning and Execution of a Topochemical Solid-State Asymmetric Synthesis with Quantitative Asymmetric Induction” (with L. Addadi), Journal of the American Chemical Society
- 1982: “Resolution of Conglomerates by Stereoselective Habit Modification” (with L. Addadi, Z. Berkovitch-Yellin, N. Domb, E. Gati and L. Leiserowitz), Nature
- 1982: “Absolute Configuration of Chiral Polar Crystals” (with Z. Berkovitch-Yellin, L. Addadi, M. Idelson and L. Leiserowitz), Nature
- 1982: “Resolution of Conglomerates with the Assistance of Tailor-Made Impurities – Generality and Mechanistic Aspects of the Rule of Reversal - A New Method for Assignment of Absolute-Configuration” (with L. Addadi, S. Weinstein, E. Gati and I. Weissbuch), Journal of the American Chemical Society
- 1984: “Spontaneous Generation and Amplification of Optical Activity in Alfa-Amino-Acids by Enantioselective Occlusion into Centrosymmetric Crystals of Glycine” (with I. Weissbuch, L. Addadi, Z. Berkovitch-Yellin, E. Gati and L. Leiserowitz), Nature
- 1985: “Transfer of Structural Information from Langmuir Monolayers to Three-Dimensional Growing Crystals” (with E. M. Landau, M. Levanon, L. Leiserowitz and J. Sagiv), Nature
- 1987: “Elucidation of the Two-Dimensional Structure of an Alfa-Amino-Acid Surfactant Monolayer on Water Using Synchrotron X-Ray-Diffraction“ (with S. G. Wolf, L. Leiserowitz, M. Deutsch, K. Kjaer and J. Als-Nielsen), Nature
- 1988: “The Structure and Symmetry of Crystalline Solid-Solutions – A General Revision” (with M. Vaida, L. Shimon, Y. Weisinger Lewin, F. Frolow, L. Leiserowitz and R. K. McMullan), Science
- 1988: “Synchrotron X-Ray Study of a Solid-Solid Phase Transition in a Two-Dimensional Crystal”, (with S. G. Wolf, M. Deutsch, E. M. Landau, L. Leiserowitz, K. Kjaer and J. Als-Nielsen), Science
- 1990: “Ice Nucleation by Alcohols Arranged in Monolayers at the Surface of Water Drops”, (with M. Gavish, R. Popovitz-Biro and L. Leiserowitz), Science
- 1991: “Molecular Recognition at Crystal Interfaces” (with I. Weissbuch, L. Addadi and L. Leiserowitz), Science
- 2002: “Chiral Amplification of Oligopeptides in 2D Crystalline Self-assemblies on Water” (with H. Zepik, E. Shavit, M. Tang, T. R. Jensen, K. Kjaer, G. Bolbach, L. Leiserowitz and I. Weissbuch), Science
- 2009: “Racemic Beta-Sheets as Templates of Relevance to the Origin of Homochirality of Peptides: Lessons from Crystal Chemistry” (with I. Weissbuch, R. A. Illos and G. Bolbach), Accounts Chemical Research
- 2010: “Water Freezes Differently on Positively and negatively charged surfaces of pyroelectric materials” (with D. Ehre, E. Lavert and I. Lubomirsky), Science
- 2013: “Water-Induced Pyroelectricity from Nonpolar Crystals of Amino Acids” (with S. Piperno, E. Mirzadeh, E. Mishuk, D. Ehre, S. Cohen, M. Eisenstein and I. Lubomirsky), Angewandte Chemie