Strona główna Aktualności
Przyroda

Nobel z chemii za mikroskopię zamrożonych cząsteczek

04.10.2017 Przyroda, Zdrowie, Nagrody i wyróżnienia, Życie, Nagrody, Nagrody Nobla 2017
epa06243649 A screen shows (L-R) scientists Jacques Dubochet, Joachim Frank and Richard Henderson who were award the Nobel Prize in Chemistry 2017, during a press conference at the Royal Academy of Sciences in Stockholm, Sweden, 04 October 2017. The Karolinska Institute of Stockholm, Sweden, announced 04 October 2017, that scientists Jacques Dubochet, University of Lausanne, Switzerland, Joachim Frank, Columbia University, New York, USA and Richard Henderson, MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, Britain were awarded with the 2017 Nobel Prize in Chemistry for 'developing cryo-electron microscopy for the high-resolution structure determination of biomolecules in solution'.  EPA/Claudio Bresciani SWEDEN OUT Dostawca: PAP/EPA.

Fot. PAP/EPA/ Claudio Bresciani 04.10.2017

Tegoroczną Nagrodą Nobla z chemii podzielili się Jacques Dubochet, Joachim Frank i Richard Henderson, dzięki którym nauka zyskała nowe narzędzie badawcze - mikroskopię krioelektronową. Pozwala ona badać z dużą rozdzielczością strukturę cząsteczek biologicznych w roztworze, uprzednio zamrożonych w temperaturze ciekłego azotu.

Królewska Szwedzka Akademia Nauk doceniła ich - jak uzasadniono w środę podczas konferencji w Sztokholmie - "za prace nad metodą mikroskopii krioelektronowej, pozwalającej na określanie w wysokiej rozdzielczości struktury biocząsteczek w roztworach".

 

Mówi się, że jeden obraz wart jest tysiąc słów. Mikroskop, teleskop, promieniowanie rentgenowskie, mikroskop elektronowy, ultrasonografia, rezonans magnetyczny – pozwoliły dostrzec to, co wcześniej było niedostrzegalne i miały przełomowe znaczenie zarówno dla nauki teoretycznej, jak i stosowanej. Ukazały niewidoczne dla ludzkiego obiekty i zjawiska, których istnienia i natury wcześniej można się było tylko domyślać.

 

Mikroskopia krioelektronowa obrazuje maleńkie cząsteczki biologiczne lepiej i prościej. Umożliwia oglądanie kluczowych dla naszego życia białek z rozdzielczością pozwalającą dostrzec poszczególne atomy. Pozwala zobaczyć białka w ich naturalnym środowisku, a także badać ich interakcje zachodzące bezpośrednio w komórkach. Wcześniej badanie tych białek opierało się na mającej niską rozdzielczość mikroskopii świetlnej – albo na technikach polegających na uprzednim usunięciu białek z ich naturalnego środowiska.

 

Tradycyjna mikroskopia elektronowa pozwala osiągnąć znacznie wyższą rozdzielczość, niż mikroskop świetlny, ale wymaga kłopotliwych zabiegów: próbkę trzeba poddać działaniu toksycznych związków chemicznych lub pokryć ją cieniutką warstwą metalu, na przykład złota. Takie czynności niszczą jednak naturalne struktury. Także sama wiązka elektronów działa niszcząco na białka czy wirusy. Dlatego na biochemicznych mapach wciąż pozostawały białe plamy - niektórych białek nie udawało się zobrazować.

 

Mikroskopia krioelektronowa nie wymaga tak kłopotliwych zabiegów przygotowawczych. Badane próbki są zamrażane za pomocą etanu, schłodzonego przy pomocy ciekłego azotu, a następnie oglądane w wysokiej próżni za pomocą mikroskopu elektronowego (obraz tworzony jest przy użycia komputera). Możliwe jest zamrożenie białek "na gorącym uczynku" i dostrzeżenie procesów wcześniej niewidzianych. Ma to ogromne znaczenie nie tylko dla zrozumienia procesów życiowych, ale i opracowania nowych leków.

 

Jeden z tegorocznych noblistów - Joachim Frank - rozwinął technikę mikroskopii elektronowej, rozszerzając jej zastosowanie. Pomiędzy rokiem 1975 a 1986 opracował metodę obróbki obrazu, która dzięki analizie rozmytych, dwuwymiarowych obrazów z mikroskopu elektronowego pozwoliła uzyskać ostry obraz trójwymiarowy, o wyjątkowo dużej głębi ostrości.

 

Drugi z noblistów - Jacques Dubochet - rozwiązał problem wody. Próżnia panująca w mikroskopie elektronowym sprawia, że woda odparowuje, a pozbawione jej wsparcia cząstki biologiczne ulegają zniekształceniu. Na początku lat 80. XX wieku Dubochetowi udało się zeszklić (zwitryfikować wodę) – ochłodzić ją tak szybko, że stała się szklistym ciałem stałym, co pozwoliło cząsteczkom biologicznym zachować naturalny kształt.

 

W roku 1990 Richard Henderson - trzeci nagrodzony Noblem - po raz pierwszy dzięki mikroskopowi elektronowemu uzyskał trójwymiarowy obraz białka, mający rozdzielczość sięgającą atomów.

 

Wprowadzane z czasem udoskonalenia sprawiły, że obecnie badacze analizując komputerowo obrazy wielu identycznych cząsteczek biologicznych rutynowo tworzą obrazy trójwymiarowej struktury takiej cząsteczki – od białek pozwalających bakteriom uniknąć działania antybiotyku po szczegóły budowy powierzchni wirusa Zika. Rozwój biochemii uległ ogromnemu przyspieszeniu.(PAP)

 

Autor: Paweł Wernicki

 

Edytor: Anna Ślązak

 

Nauka  w Polsce

 

 

pmw/ zan/

 

Czytaj także:

 

Prof. Dziedzicka-Wasylewska: Nobel z chemii pokazuje interdyscyplinarność nauki


Prof. Liwo o Noblu z chemii: następnym krokiem będzie oglądanie cząsteczek w akcji


Dr hab. Nowotny o Noblu z chemii: jesteśmy świadkami prawdziwego przełomu


Prof. Bujnicki: Nobel za sposób na badanie m.in. dużych, ruchliwych molekuł

 

Tagi: nobel
Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 0
Skomentuj Zobacz wszystkie  

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

Tajemnice grzybów - dla niewtajemniczonych Tajemnice grzybów - dla niewtajemniczonych

Czy wiedzieliście, że grzyby można spotkać nawet na pustyniach czy w oceanach? Albo wykorzystać jako... planistów ruchu? Każdy, kto czuje się gotów na wprowadzenie do swojego życia tych i innych ciekawostek okołogrzybowych, powinien sięgnąć po książkę "Tajemnicze życie grzybów".

Więcej

Myśl na dziś

Nie ma znaczenia, jak piękna jest twoja teoria. Nie ma znaczenia, jak bardzo jesteś mądry. Jeśli ona się nie zgadza z eksperymentem, to po prostu jest zła. Richard Feynman
Richard Feynman

Nasz blog

Reglamentowane pradzieje. O nowej syntezie najstarszych dziejów naszego kraju Reglamentowane pradzieje. O nowej syntezie najstarszych dziejów naszego kraju

Nowe kompendium wiedzy o polskich pradziejach przygotowywano przez ponad 5 lat i wydano na nie 1,4 mln zł. Mimo, że publikację wydano również w wersji elektronicznej, dostęp do niego będą mieli nieliczni. Wielka szkoda.

Więcej

Tagi