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. Moskva alebo Petrohrad?
  2. Jubilejná desiata KOCKA privíta zákazníkov v Starej Ľubovni
  3. Nepríjemná bolesť. Tu sú 3 rady, ako sa jej zbavíte
  4. 5 zaujímavostí, ktoré ste o koži možno nevedeli
  5. Nový Jaguar XF Sportbrake
  6. Ako pracujú poisťováci? Dostali sme sa medzi nich
  7. Špeciálna príloha: Pre budúcich vysokoškolákov
  8. Výhodné a lacné neznamená to isté, ani pri PZP
  9. Keď ide o zdravie a majetok, rozhodujú sekundy
  10. Diabetici môžu získať 25-tisíc eur cez nový grantový program
  1. Moskva alebo Petrohrad?
  2. Aké auto si vybrať - nové, zánovné alebo jazdené?
  3. Jubilejná desiata KOCKA privíta zákazníkov v Starej Ľubovni
  4. Nový článokHB Reavis predstavuje projekt Stanica Nivy na veľtrhu
  5. 5 zaujímavostí, ktoré ste o koži možno nevedeli
  6. Nepríjemná bolesť. Tu sú 3 rady, ako sa jej zbavíte
  7. Nový Jaguar XF Sportbrake
  8. Tradičné bratislavské dvory sú späť. V Jarabinkách sú až dva
  9. Jeden nákup a všetko vybavené, alebo one stop shopping
  10. Ako pracujú poisťováci? Dostali sme sa medzi nich
  1. Moskva alebo Petrohrad? 11 505
  2. Ako pracujú poisťováci? Dostali sme sa medzi nich 4 181
  3. Nepríjemná bolesť. Tu sú 3 rady, ako sa jej zbavíte 2 144
  4. Jubilejná desiata KOCKA privíta zákazníkov v Starej Ľubovni 2 014
  5. Diabetici môžu získať 25-tisíc eur cez nový grantový program 1 773
  6. Nový Jaguar XF Sportbrake 1 531
  7. 5 zaujímavostí, ktoré ste o koži možno nevedeli 1 282
  8. Špeciálna príloha: Pre budúcich vysokoškolákov 1 139
  9. Výhodné a lacné neznamená to isté, ani pri PZP 856
  10. Tradičné bratislavské dvory sú späť. V Jarabinkách sú až dva 481

Téma: Nobelove ceny


Článok je zaradený aj do ďalších tém Nobelova cena za mier

Hlavné správy zo Sme.sk

PLUS

Bukovský: Doma máme lepšie potraviny než acai či chia

Sme národ, ktorý ľahko prijíma niečo zahraničné ako to svetové. No superpotraviny k nám nemusia cestovať cez celú planétu.

SPIŠ KORZÁR

Deň, ktorý navždy zmenil Vysoké Tatry. Takto to vyzeralo pred 13 rokmi

Víchrica zničila 12-tisíc hektárov lesa.

TECH

Vo vesmíre znie strašidelné pískanie. Vedci zistili, odkiaľ pochádza

Väčšina častíc je zachytená v pásoch.

Neprehliadnite tiež

DETSKÁ RUBRIKA

Lelek lesný vidí aj za seba, nemusí ani pohnúť hlavou

Prezývali ho kozodoj, hoci kozy nikdy nedojil.

OBJEKTÍV

Skutočný Iron Man: Vynálezca s oblekom stanovil nový rýchlostný rekord

Oblek poháňa šesť malých prúdových motorov.

Vesmírne kráľovstvo Asgardia vypustilo do vesmíru svoj prvý satelit

Má vlajku a dokonca aj hymnu. Zatiaľ ho však žiadna pozemská krajina či národ neuznáva.

Je lepší vinyl alebo cédečko? Čo o kvalite zvuku hovorí matematika

Fanúšikovia na platne nedajú dopustiť, argumentujú vernosťou zvuku.