Тешко је проучавати свет на молекуларном нивоу. Али покушај да се фокусирате на молекуле у покрету је још страшнији задатак. Овогодишња Нобелова награда за хемију одаје почаст тројици научника који су развили технику да брзо замрзну ситне грађевне блокове живота и изблиза их проуче.
Сличан садржај
- Човек који је измислио нитроглицерин био је згрожен динамитом
У хемији, структура се често јако односи на функцију молекула и тако интимним испитивањем структура које чине све слојеве живота - од вируса до биљака до људи - истраживачи могу бити у могућности да раде на бољем лечењу и лечењу болести.
"Слика је кључ за разумевање", наводи се у саопштењу Краљевске академије наука Краљевине Шведске у најави награде.
Од 1930-их електронски микроскопи - у којима се снопови електрона користе за приказ ситних детаља предмета - омогућавали су научницима да погледају и најситније делове нашег света. Али ова технологија није идеална када је у питању проучавање структуре живих организама, извјештава Лаурел Хамерс за Сциенце Невс .
Да би електронски микроскоп правилно функционисао, узорак мора бити у вакууму, који исушује жива ткива и може искривити неке структуре које научници надају да ће проучити. Узорак је такође бомбардиран штетним зрачењем. Друге технике, као што је рендгенска кристалографија, не могу приказати живот у свом природном стању јер захтевају да молекули од интереса остану круто кристализовани.
За шкотског молекуларног биолога Рицхарда Хендерсона, ова ограничења су била једноставно неизводљива за гледање молекула који чине живе ћелије. Почевши од 1970-их, развио је технику помоћу електронског микроскопа за слику протеина све до атомског нивоа, извештава Ерик Стокстад из науке . Микроскоп је постављен на малој снази, што је створило замагљену слику која би се касније могла уређивати у слику веће резолуције користећи понављајуће узорке молекула као водича.
Али шта ако се узорци не понављају? Ту је дошао немачки биофизичар Јоацхим Франк. Развио је технику обраде да би створио оштре тродимензионалне слике молекула који се не понављају. Снимио је слике мале снаге под много различитих углова, а затим је помоћу рачунара груписао сличне објекте и наоштрио их стварајући 3Д модел живе молекуле, извештава Кеннетх Цханг из Нев Иорк Тимеса .
Швајцарски биофизичар Јацкуес Дубоцхет је почетком 1980-их смислио начин да користи влажне узорке под вакумом електронског микроскопа. Открио је да може брзо замрзнути воду око органских молекула, који су задржали свој облик и структуре под изкривљавајућим повлачењем вакуума.
Заједно, ове технике су "отвориле суштински неку нову, претходно неприступачну област структуралне биологије", рекао је Хендерсон за криоелектронску микроскопију у интервјуу с Адамом Смитхом из Нобел Медиа.
Од свог открића, научници су радили на непрекидном усавршавању резолуције ове технике, омогућавајући још детаљније слике и најмањих органских молекула, извештава Бен Гуарино из Васхингтон Поста . Техника је нашла широку примену у молекуларној биологији, па чак и у медицини. На пример, услед разорне епидемије вируса Зика, истраживачи су успели да брзо утврде структуру вируса крио-електронском микроскопијом, што може да помогне у раду на производњи вакцина.
„Ово откриће је попут Гоогле Земље за молекуле“, каже Аллисон Цампбелл, председница Америчког хемијског друштва, извештава Схарон Беглеи из СТАТ-а. Користећи ову криоелектронску микроскопију, истраживачи сада могу да зумирају како би прегледали најситније детаље живота на Земљи.
