גיל נבון

גיל נבון
Gil Navon

לידה	28 בפברואר 1936 (בן 88) רמת גן, ישראל
מקום מגורים	ישראל
עיסוק	כימאי
מקום לימודים	האוניברסיטה העברית
מנחה לדוקטורט	גבריאל שטיין, יהושע יורטנר
מוסדות	אוניברסיטת תל אביב
פרסים והוקרה	פרס לנדאו (2011)
בן או בת זוג	רות נבון
תרומות עיקריות
יישומים ביו-רפואיים של תהודה מגנטית

גיל נבון (נולד ב-28 בפברואר 1936) הוא כימאי ישראלי, פרופסור אמריטוס בבית הספר לכימיה באוניברסיטת תל אביב. מומחה עולמי ומפתח של טכניקות בתהודה מגנטית גרעינית ושל דימות תהודה מגנטית ואחד מפורצי הדרך בשימוש בה במערכות רפואיות. חתן פרס לנדאו למדעים ומחקר לשנת 2011, זוכה מדליית זהב של האגודה הבינלאומית לתהודה מגנטית ברפואה לשנת 2016 וזוכה מדליית הזהב של החברה הישראלית לכימיה לשנת 2019.

ביוגרפיה

חייו המוקדמים

גיל נבון נולד בעיר רמת גן להוריו שושנה (רוזקה, לבית קלונר) ומשה קליגמן. בהיותם באירופה, היו הוריו חלוצים חברי תנועת השומר הצעיר: אביו יליד קיילצה שבפולין, ממנה עלה לארץ ישראל בשנת 1929, ואמו רוזקה עלתה מווילנה שבליטא בשנת 1930. הם הכירו לאחר עלייתם לארץ ישראל כאשר הצטרפו לגרעין ה"סולל", עבדו בחקלאות בפרדסים שליד פתח תקווה והתכוננו לעלייה לקיבוץ עין החורש ולקיבוץ בית אלפא. 

בהיותם זוג, עזבו את הגרעין ועברו לרמת גן, שם נולד בנם גיל. בהיותו כבן חצי שנה, עברו נבון והוריו להתיישבות החדשה קריית עבודה שמדרום לתל אביב, וזו לימים הפכה להיות חלק מהעיר חולון. האב משה עבד כטייח בהקמת שכונת "שיכון זול" שבחולון, ושם, ברחוב ויצמן, בחדר בו ישן הבן גיל בלילות, פתחה רוזקה גן ילדים בשם "גן שושנה". 

בהיותו כבן חמש וחצי החל נבון ללמוד בבית הספר ביאליק שבחולון. לפני מלחמת השחרור ובמהלכה, הצטרפו הורים לארגון ההגנה, האב כנוטר והאם כחובשת. בשנת 1947 נפגע ביתם מיריות שנורו מכיוון אבו כביר. 

התעניינותו של נבון במדעים בכלל ובכימיה בפרט, החלה בהיותו בתיכון. הוא הקים בביתו מעבדה קטנה וביצע פיצוצים בחומרי נפץ שלא נשמרו כהלכה בידי מרדכי אלישיב, שהיה מורהו לכימיה והמנהל של תיכון קוגל. את החומרים רקח מנוסחאות שמצא בספרי הכימיה.

נבון היה חניך בגדוד "להבות צעיר" בתנועת השומר הצעיר אך תמך בצד המתון של התנועה. עם גיוסו לצה"ל, שירת כנח"לאי בקיבוץ נירים ובמסגרת האימון המתקדם השתתף בניסוי של פרופ' עזרה זהר, שתוצאותיו הובילו לביטול "משמעת המים" בצה"ל. בהמשך שירותו הצבאי הוצב כשוטר – למשך כחודש – בבית החולים הדסה הר הצופים הנטוש שהיה מובלעת מעבר לקוויים הירדנים.

בתקופת השל"ת שירת בקיבוץ געתון כטרקטוריסט בפלחה וראה את עתידו כחקלאי, אולם לאחר שחרורו מצה”ל, ביוני 1956, החליט לעזוב את הקיבוץ ולהתחיל את לימודיו באוניברסיטה. בטרם החלו הלימודים, פרצה מלחמת סיני, והוא צוות כנהג קומנדקר בסיירת שריון שעסקה במרדף אחר המצרים הנסוגים.

לימודים והכשרה

את לימודי הכימיה, אותם מימן על ידי עבודה בחופשות הקיץ כנהג טרקטור בשדות הכותנה של עמק בית שאן, סיים נבון באוניברסיטה העברית בירושלים. בשנת 1959, במהלך לימודיו לתואר שני, פרסם חוברת בשם "מבוא לביוכימיה" המבוססת על הרצאותיו של פרופ' נח ליכטנשטיין ועל ספרי לימוד עדכניים. החוברת, שהפכה לרבת מכר, הודפסה במהדורות רבות ושירתה דורות רבים של סטודנטים. נושא מחקרו לתואר שני, בהנחיית גבריאל שטיין וגדעון שפסקי היה "ריאקציות של אטומי מימן".

עבודת הדוקטורט שלו, שהוגשה בשנת 1965, נשאה את הכותרת "בעיות במנגנוני ריאקציות חמצון-חיזור" ובוצעה בהנחיית הפרופסורים גבריאל שטיין ויהושע יורטנר. הפרסום הראשון שלו על ספקטרום העברת המטען בין יוני הליד לחמצן מולקולרי נכתב על ידו באופן עצמאי. במקביל לעבודת הדוקטורט, החל נבון להתעניין בנושא התהודה המגנטית הגרעינית (NMR) ושיתף פעולה עם פרופ' אהרון לוינשטיין מהטכניון. נבון המשיך לעסוק בנושא זה גם לאחר שיצא לשהות בתר-דוקטורית במעבדות המחקר של בל בניו ג'רזי. שם, בהנחיית רוברט שולמן, הדגים לראשונה את המדידות של המרחקים הבין-אטומיים בין מטלואנזימים לסובסטרטים.

באוניברסיטת תל אביב

בשנת 1968, עם שובו לישראל, הצטרף נבון לסגל בית הספר לכימיה באוניברסיטת תל אביב שזה מכבר הוקם, והיה הראשון בישראל לעסוק ביישומים ביוכימיים של NMR. ב-1972 מונה לפרופסור חבר וב-1980 לפרופסור מן המניין. כמו כן עמד בראש הקתדרה ע"ש אלכסנדר וקלרה סטרנסקי.

במהלך עשרות שנות מחקרו הוזמן נבון כמדען אורח אל מוסדות רבים בעולם, בהם: אוניברסיטת אוקספורד, מעבדות בל, NIH, אוניברסיטת ייל, אוניברסיטת מינסוטה, אוניברסיטת ברקלי ואוניברסיטת ניו יורק.

גיל נבון נבחר כעמית בכל שלוש החברות הגדולות לתהודה מגנטית בעולם: האגודה הבינלאומית לתהודה מגנטית ברפואה (ISMRM) שאף העניקה לו את מדליית הזהב, האגודה האירופית לתהודה מגנטית ברפואה ובביולוגיה (ESMRMB) שאף בחרה בו כחבר כבוד, והאגודה הבינלאומית לתהודה מגנטית (ISMAR). כמו כן, זכה במדליית הזהב של החברה הישראלית לכימיה.

מחקר

יסודות התהודה המגנטית

נבון הוביל מחקרי NMR שבוצעו עם קומפלקסים של מתכות מעבר, חישוב צפיפויות ספין וחקר תרכובות ספין-קרוסאובר. יחד עם ד"ר נורמן סוטין, הגיעו השניים לפריצת דרך משמעותית בתגלית כי דיכוי פלואורסצנטי של ⁺Ru(bipy)₃² על ידי קובלט (III) מושגת על ידי העברת אלקטרונים ממצב מעורר. הייתה זו תגלית מרכזית שהובילה לפיתוח התאים הפוטו-וולטאים הנוזליים ולמחקר על ייצור פוטוכימי של מימן ממים.

כמו כן, ערך מחקר NMR של N¹⁴ בשיתוף עם פרופ' אהרון לוינשטיין בנושא קצב העברת אלקטרונים ב-פרי-פרו- הקסציאניד, וכן על היסט פרמגנטי של ¹³C ב- ^-Fe(CN)₆^{3 .}. הוא היה הראשון שהגה והדגים הדמיית MRI של זרם חשמלי, ונמנה עם ראשוני המציעים את האפשרות להשיג MRI משופר ומהיר יותר באמצעות מערך של סלילים. רעיון זה אכן התגשם וסלילי מערכים מדורגים הפכו לסטנדרטיים בסורקי MRI קליניים מסחריים מתקדמים.

נבון הציע שיטת MRI חדשנית בשם (SPINOE (Spin Polarization Induced NOE. בשיטה זו ¹²⁹Xe היפר-קוטבי גורם להגברה של MRI של פרוטונים. מאמר בנושא פורסם בכתב העת היוקרתי Science.

שימושי NMR בביולוגיה, ביוכימיה ורפואה

מבחינת יישומים ביו-רפואיים, נבון היה חלוץ בעריכת מדידות לא פולשניות של חילוף החומרים בתאים חיים בעזרת תמ"ג. מחקר זה נעשה במעבדות בל במהלך שנת השבתון שלו. נבון הראה לראשונה כי תמ"ג של ³¹P של מטבוליטים יכול לשמש כטביעת אצבע לסוגים שונים של תאים סרטניים. הדגמה שעל ידי מדידה בזמן אמת של pH ו-ATP בתאים חיידקיים, עזרה לתקף את התיאוריה הכימואוסמוטית של פיטר מיטשל לגבי הזרחון החמצוני. בעבודה על תמ"ג של ³¹P של תאי שמרים נחשף הבסיס הביוכימי של מוטציה גנטית, וזו יכולה להיחשב כאחד ממאמרי המטבולומיקה הראשונים.

נבון הוביל גילוי מנגנון חדש של פעולתה של התרופה הכימותרפית לונידאמין כמעכב להובלת חומצה לקטית. מחקריו, המשלבים תמ"ג של ³¹P ,²³Na, ו- ⁵⁹Co של יוני ^-Co(CN)₆³ על לבבות חולדה, קבעו את תפקיד זרם הנתרן והבצקת הנלווית לפגיעה בלתי הפיכה ברקמת שריר הלב במהלך איסכמיה. נוסף לכך, גילו כי החומר המשתן פורוסמיד יעיל לעיכוב שטף הנתרן במהלך איסכמיה ולהארכה דרמטית של משך השימור ההיפותרמי של הלב.

כמו כן תכנן נבון שיטה להדמיה של H₂¹⁷O. בשיטה זו ניתן לעקוב אחר ייצורו לאחר שאיפת גז ¹⁷O₂ ובכך לבצע הדמיה פונקציונלית מטבולית.

נבון הראה לראשונה ש- NMR עם סינון קוונטי כפול (DQF) מעניק ניגודיות חדשה ב-MRI, שתלויה בדרגת הסדר ברקמה. זוהי תוספת חשובה לדרכים המקובלות להשגת ניגודיות בין רקמות, המבוססות על זמני דיפוזיה ורלקסציה. לטכניקה מהפכנית זו קיימים יישומים רבים הנעים ממחקר בסיסי ועד להדמיה קלינית.

למשל, ברקמות חיבור כמו סחוס וגידים, MRI-DQF לא רק מדגיש את התמונות של רקמות חיבור אלה, אלא גם חושף את המיקרו-מבנה שלהן ומספק מידע על אופי התוכן המקרו-מולקולרי שלהן. מכיוון שתהליך הריפוי של גידים פגועים כרוך בהיווצרות רשת קולגן מסודרת, ה-MRI-DQF מאפשר לפקח על תהליך זה ולעזור לחוקרים המפתחים דרכים לתיקון פציעות ברקמות חיבור. בעזרת טכניקה זו הראה נבון כי ניתן לאפיין את הרקמות השונות שמרכיבות את העצבים ולמדוד את מעבר המים ביניהם.

במטרה להביא את מחקריו ליישום קליני, השתמש פרופ' נבון בטכניקת העברת רוויה (CEST-MR) לבדיקה in vivo של ריכוזי גליקוזאמינוגליקאן (gagCEST) האחראי לדלקת מפרקים ניוונית ובניוון דיסק בין-חולייתי.

בהתבסס על הנטייה של גידולים סרטניים לספיגה מועדפת של גלוקוז (תופעת ורבורג) הראה נבון שניתן לדמות גידולים באמצעות CEST-MRI של אנלוגים לגלוקוז. טכניקה זאת, תוך שימוש בגלוקוזאמין, הודגמה בדימות של סרטן השד בנשים.

חיים אישיים

גיל נבון נשוי לרות נבון, פרופסור אמריטה לגנטיקה באוניברסיטת תל אביב, והם הורים לשלושה בנים. שני אחיו, ד"ר אהוד נבון ושמואל (שמוליק) נבון עבדו שנים רבות ברפאל. עם בני דודיו נמנים הארכאולוג פרופ' עמוס קלונר והגאולוג פרופ' עודד נבון.

פרסים והוקרה

• מחזיק הקתדרה לתהודה מגנטית גרעינית על שם אלכסנדר וקלרה סטרנסקי (1993)
• פרופסורה על שם מילר, אוניברסיטת קליפורניה בברקלי (1997)
• עמית החברה הבינלאומית לתהודה מגנטית ברפואה (2002)
• עמית החברה האירופית לתהודה מגנטית ברפואה ובביולוגיה (2006)
• עמית החברה הבינלאומית לתהודה מגנטית (2008)
• סימפוזיון לרגל הגעתו לגיל 75 (2011)
• פרס לנדאו למדעים ומחקר (2011)
• חבר כבוד בחברה האירופית לתהודה מגנטית ברפואה ובביולוגיה (2012)
• מדליית זהב של החברה הבינלאומית לתהודה מגנטית ברפואה (2016)
• מדליית זהב של החברה הישראלית לכימיה (2019)

קישורים חיצוניים

• אתר האינטרנט הרשמי של גיל נבון (באנגלית)
• גיל נבון, באתר ResearchGate
• גיל נבון, באתר גוגל סקולר
• דף אישי באתר אוניברסיטת תל אביב
• רשימת הפרסומים של גיל נבון
• גיל נבון, דף שער בספרייה הלאומית