Nobel 2017 z chemii: mroźny mikroskop
Tegoroczną Nagrodę Nobla z dziedziny chemii otrzymało trio niemiecko-szwajcarsko-brytyjskie za opracowanie metody transmisyjnej w kriomikroskopii elektronowej.
Nagrodą Nobla z chemii w roku 2017 uhonorowano Jacquesa Dubocheta z Uniwersytetu w Lozannie, Joachima Franka z Columbia University oraz Richarda Hendersona z MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, Anglia. Noble powędrowały do tych naukowców za ich wkład w opracowanie i rozwój obrazowania złożonych cząsteczek i układów molekularnych metodą transmisyjnej kriomikroskopii elektronowej.
O komentarz do odkryć laureatów poprosiliśmy prof. Zbigniewa Sojkę z Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Technika ta pozwala na obserwację obiektów w trzech wymiarach z rozdzielczością atomową w naturalnym środowisku i w konformacji (specyficzny układ przestrzenny atomów w cząsteczce chemicznej). Przełomowych obserwacji, które potwierdziły ogromny potencjał nowej metody dokonał Richard Henderson, który pierwszy, między innymi dzięki zastosowaniu wiązki elektronowej o niższej energii, zobrazował strukturę i kształt białka.
Zasługą Jacquesa Dubocheta było opracowanie nowatorskiej techniki przygotowywania próbek za pomocą szybkiego schładzania
(patrz infografika), które prowadzi do witryfikacji (przejście ze stanu
ciekłego w stan szklisty) naturalnego środowiska wodnego. Zapobiega to
nie tylko niszczeniu próbek biologicznych w wyniku zamrażania, lecz
ułatwia również ich obserwację za pomocą wiązki elektronowej.
Z kolei Joachim Frank rozwinął matematyczne metody zaawansowanej analizy dwuwymiarowych zdjęć mikroskopowych oraz ich rekonstrukcji w ostre, trójwymiarowe obrazy.
Obserwowanie zmian
Technika transmisyjnej kriomikroskopii elektronowej stanowi przełomowe narzędzie w badaniach z zakresu biologii molekularnej i strukturalnej, medycyny, farmakologii, biochemii oraz chemii makromolekuł i polimerów. Obrazowanie struktury, kształtu, a nawet uzyskiwanie „stroboskopowych” zdjęć ukazujących dynamikę procesów biologicznych, zmiany kształtu białek - pozwoli na projektowanie zaawansowanych leków i terapii dla tak groźnych chorób cywilizacyjnych jak choroby neurodegeneracyjne (np. choroba Alzheimera, choroba Parkinsona, stwardnienie rozsiane) czy nowotworowe.
Warto podkreślić, iż technika ta będzie niebawem dostępna w Uniwersytecie Jagiellońskim. Dr Sebastian Glatt kierujący Laboratorium Maxa Plancka w Małopolskim Centrum Biotechnologii UJ uzyskał bowiem grant inwestycyjny na zakup wysokorozdzielczego transmisyjnego kriomikroskopu elektronowego. Ponadto na Uniwersytecie Jagiellońskim obrazowanie układów biologicznych za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej prowadzone jest w Instytucie Zoologii, natomiast badania materiałów z wykorzystaniem tej metody na Wydziale Chemii UJ.
Źródło: www.nauka.uj.edu.pl
wstecz Podziel się ze znajomymi