Nobel z chemii za mikroskopię zamrożonych cząsteczek

Autor: PAP/Rynek Zdrowia • • 04 października 2017 15:30

Tegoroczną Nagrodą Nobla z chemii podzielili się Jacques Dubochet, Joachim Frank i Richard Henderson, dzięki którym nauka zyskała nowe narzędzie badawcze - mikroskopię krio-elektronową. Pozwala ona badać z dużą rozdzielczością strukturę cząsteczek biologicznych w roztworze, uprzednio zamrożonym ciekłym azotem.

Nobel z chemii za mikroskopię zamrożonych cząsteczek
Mikroskopia krio-elektronowa pozwala badać z dużą rozdzielczością strukturę cząsteczek biologicznych. FOT. Fotolia (zdjęcie ilustracyjne)

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 krio-elektronowa 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 krio-elektronowa nie wymaga tak kłopotliwych zabiegów przygotowawczych. Badane próbki są zamrażane za pomocą 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.

Podaj imię Wpisz komentarz
Dodając komentarz, oświadczasz, że akceptujesz regulamin forum