AKTUALIZOVANÉ 17:12

Prekonali nemožnú hranicu, majú Nobelovu cenu za chémiu

Nobelovu cenu za chémiu získali vedci, ktorí zobrali optické mikroskopy do nanosveta vírusov a molekúl.

(Zdroj: nobelprize.org)

Pôvodný text sme nahradili článkom z tlačeného vydania SME.

ŠTOKHOLM, BRATISLAVA. Vtedy sa zrodila moderná biológia, presnejšie, mikrobiológia. Keď sa začiatkom sedemnásteho storočia začali ľudia pomocou šikovnej sústavy zväčšovacích skiel, poznania pravidiel optiky a základov konštrukcie prístrojov pozerať na drobné, naoko neviditeľné veci, začali spoznávať mikrosvet plný dôležitých fenoménov.

Uvideli bunky a baktérie, mikróby i jemné štruktúry príliš malé na to, aby sa na ne dalo hľadieť bez pomoci prístrojov.

Už v roku 1873 však konštruktéri narazili na zásadnú hranicu. Nemecký fyzik Ernst Karl Abbe vypočítal, že jestvuje akýsi fyzický limit, hranica, ktorú žiadny optický mikroskop nemôže prekročiť.

Súvisí s vlnovou dĺžkou viditeľného svetla a takéto mikroskopy nikdy neuvidia, alebo, presnejšie, by nemali uvidieť vecičky menšie ako 0,2 mikrometra.

Až v posledných dvoch desaťročiach vedci ukázali, že toto obmedzenie možno šikovnými technikami obísť. Včera za takýto vývoj super-rezolučnej fluorescenčnej mikroskopie získali Eric Betzig, Stefan W. Hell a William E. Moerner Nobelovu cenu za chémiu.

Zapnúť a vypnúť

Ak chcete naozaj pochopiť, čo sa v bunkách deje, musíte dokázať sledovať pochody na úrovni bielkovín a molekúl. Preto vedci a výskumníci dlhé roky zápasili s Abbeho limitom. Elektrónové mikroskopy totiž organické vzorky zničia a keď chcete skúmať pochody v živých bunkách, nemali by ste ich zabiť.

Kľúčom k riešeniu tohto problému sa napokon ukázali látky, ktoré dokážu svetielkovať. Takéto fluorescenčné molekuly pomohli vytvoriť presnejšie, podrobnejšie a ostrejšie zábery z maličkého nanosveta.

„Už ma tá téma nudila, bola to predsa fyzika 19. storočia,“ hovorí počas telefonického rozhovoru po vyhlásení ocenení Stefan Hell.

„Bol som zvedavý, či sa so svetelnou mikroskopiou nedá urobiť čosi zásadné. Uvedomil som si, že cesta musí byť v hraní sa s molekulami - vyskúšať ich zapnúť a vypnúť, čo by vám umožnilo uvidieť susediace veci, ktoré ste predtým vidieť nemohli.“

Hell videl riešenie vo fluorescenčných protilátkach, pomocou ktorých sa dalo sledovať vnútro buniek. Napokon prišiel na spôsob, ako pomocou lasera takéto molekuly stimulovať, pričom druhý laserový lúč by vypínal tie, ktoré svetielkovať nemajú.

Čím bola fluoreskujúca oblasť menšia, tým boli výsledné snímky tejto takzvanej STED mikroskopie presnejšie.

Poskladať zábery

Eric Betzig a William Moerner založili svoj prístup nezávisle od seba na inej metóde: takzvanej jednomolekulovej mikroskopii.

Moerner prišiel na spôsob, ako riadiť vlnovými dĺžkami svetla svetielkovanie istého proteínu a ukázal, že takto možno riadiť aj fluorescenciu jedinej molekuly. Betzig na jeho výskum nadviazal, myšlienku rozšíril na rôzne molekuly, ktoré by sa rozsvecovali postupne a ktoré by snímku po snímke zachytával mikroskop.

Následným zložením jednotlivých záberov vznikol výsledný, extrémne presný obrázok s vysokým rozlíšením. Až takým, že prekonávalo Abbeho hranicu.

„Najúžasnejšou vecou je pozrieť sa na maličké molekuly, pozrieť sa na vírusy až na úrovni atómov,“ opisuje pre BBC prínos tohtoročných laureátov Thomas Barton z Americkej chemickej spoločnosti.

„Alebo sa pozrieť na živé veci a nezabiť ich. Je úžasné, čo všetko dnes môžete urobiť. Keby ste pred päťdesiatimi rokmi tvrdili, že sa na čosi budete môcť pozrieť na úrovní nanometrov, pravdepodobne by vás so smiechom vyviedli z miestnosti.“

Kto sú nositelia ocenenia?

Eric Betzig sa narodil v roku 1960 v Spojených štátoch. Doktorát získal v roku 1988 na Cornellovej univerzite a dnes vedie vedecký tím na Zdravotníckom inštitúte Howarda Hughesa.

Stefan W. Hell sa narodil v roku 1962 v Rumunsku. Doktorát získal v roku 1990 na Heidelberskej univerzite a dnes je riaditeľom Inštitútu Maxa Plancka pre biofyzikálnu chémiu a vedie jednu z divízii v nemeckom Centre na výskum rakoviny.

William E. Moerner sa narodil v roku 1953 v Spojených štátoch a doktorát získal v roku 1982 na Cornellovej univerzite. Je profesorom chémie a aplikovanej fyziky na Stanfordovej univerzite.

Ceny v minulosti

Fakty
Kedy udelia ceny

Pondelok: fyziológia alebo medicína

Utorok: fyzika

Streda: chémia

Štvrtok: literatúra

Piatok: mier

Pondelok 13. 10.: ekonómia

Nobelova cena za chémiu sa udeľuje od roku 1901 na základe poslednej vôle Alfreda Nobela z 27. novembra 1895.

V minulosti ju neudelili osemkrát, v rokoch 1916, 1917, 1919, 1924, 1933, 1940, 1941 a 1942. Dôvodom boli svetové vojny aj situácia, keď sa Nobelov výbor rozhodol prestížne ocenenie neudeliť a finančnú prémiu odložiť na ďalší rok.

Nobelovu cenu za chémiu získalo 165 vedcov, jeden z nich dvakrát. Výbor ocenil Fredericka Sangera v roku 1958 za jeho prácu na primárnej štruktúre proteínov, obzvlášť inzulínu a v roku 1980 (spolu s Walterom Gilbertom) za príspevky týkajúce sa určenia bázových postupností v nukleových kyselinách.

Zo všetkých laureátov tejto ceny boli dosiaľ len štyri ženy. Marie Curiová, predtým už držiteľka Nobelovej ceny za fyziku, sa stala laureátkou v roku 1911 za objav rádia a polónia a ďalšieho štúdia rádia.

Jej dcéra Irene spolu s manželom získali ocenenie v roku 1935 za syntézu nových rádioaktívnych prvkov. Nobelovu cenu za chémiu získali ešte Dorothy Crowfoot Hodgkinová (1964) a pred dvomi rokmi aj Ada Yonathová.

Najmladší laureát ocenenia mal 35 rokov, bol to práve Frédéric Joliot, manžel Irene Joliot-Curie. najstarší nositeľ mal 85, John B. Fenn získal Nobelovu cenu v roku 2002 za rozvoj ionizačných metód pre analýzu biologických makromolekúl hmotnostnou spektrometriou.

Dvoch laureátov Nobelovej ceny za chémiu prinútil Adolf Hitler, aby ocenenie neprijali. V roku 1938 to bol Richard Kuhn, ktorého ocenili za prácu na karotenoidoch a vitamínoch a o rok neskôr aj Adolf Butenandt ocenený za prácu o pohlavných hormónoch.

Ako funguje nominácia na Nobelovu cenu?

Nobelova komisia každý rok rozpošle takzvané pozvánky tisíckam akademikom, univerzitným profesorom či vedcom (vrátane minulých laureátov ocenení) z rôznych krajín, ktorí následne nominujú svojich kandidátov na konkrétne Nobelove ceny v danom roku. Komisia sa pritom snaží osloviť čo najväčší počet relevantných inštitúcií.

Najčítanejšie na SME Tech


Inzercia - Tlačové správy


  1. Objavte majestátne Tatry kúsok po kúsku
  2. Najvýhodnejšie ročné online predplatné SME.sk len za 29€
  3. Nový supermarket Fresh otvorili na Aničke
  4. Aké sú gastrotrendy pre rok 2018?
  5. Chcete bývať na dobrom mieste? Zakotvite v Adlerovej!
  6. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie?
  7. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli?
  8. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných
  9. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy
  10. Dlhopisy 7,25 % p.a. majú najvýhodnejšiu nákupnú cenu v roku
  1. Objavte majestátne Tatry kúsok po kúsku
  2. Najvýhodnejšie ročné online predplatné SME.sk len za 29€
  3. Nový supermarket Fresh otvorili na Aničke
  4. Attracting talent – Why Millennials are choosing to join Johnson
  5. Aké sú gastrotrendy pre rok 2018?
  6. Chcete bývať na dobrom mieste? Zakotvite v Adlerovej!
  7. Alarica – new business project in the market of shoes
  8. Ako jazdiť na snehu alebo ľade?
  9. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie?
  10. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli?
  1. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie? 8 243
  2. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli? 7 122
  3. Nový supermarket Fresh otvorili na Aničke 3 285
  4. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných 3 140
  5. Objavte majestátne Tatry kúsok po kúsku 2 689
  6. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy 2 184
  7. Chcete bývať na dobrom mieste? Zakotvite v Adlerovej! 2 146
  8. Aké sú gastrotrendy pre rok 2018? 1 607
  9. Najvýhodnejšie ročné online predplatné SME.sk len za 29€ 1 597
  10. Kam do tepla v januári? 1 507

Téma: Nobelove ceny


Článok je zaradený aj do ďalších tém Nobelova cena za mier

Hlavné správy zo Sme.sk

SVET

Severná Kórea už na olympiádu útočila. Môže to zopakovať?

Soul chcel v roku 1988 letnou olympiádou zažiariť. Viedla k tomu krvavá cesta aj ústupky severnému susedovi.

KOMENTÁRE

Urazili ste môjho priateľa, pán premiér

Viem, nemenovali ste ho. Ale označili ste ho jeho náboženským vyznaním.

PLUS

Je z trinástich detí a nikto mu neveril. Dnes láme rekordy

Hovoria o ňom ako o novom Matejovi Tóthovi.

ŠPORT

Vlhová spravila chybu, v obrovskom slalome o pódium nebojovala

Víťazkou obrovského slalomu sa stala Nemka Viktoria Rebensburgová.

Neprehliadnite tiež

Vytvorili microSDXC kartu s najväčšou pamäťou

Karta od Integral Memory by mala byť v predaji od februára.

Po prvý raz zmapovali zmysly rastlín. Už vieme ako cítia

Namiesto zmyslových orgánov využívajú proteíny. Bez niektorých sa všetko zrúti.

Fyzikálna záhada. Neutrónové hviezdy svietia aj po zrážke

Dosvit po zrážke neutrónových hviezd je čoraz jasnejší, vyvracia očakávania.

V NASA prestali pracovať. Musk musel odložiť test rakety

Američanom sa nepodarilo schváliť štátny rozpočet. Kennedyho vesmírne stredisko prestáva pracovať.