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.

Chcete dostať upozornenie na najnovší článok tohto autora?
Objednajte si notifikáciu priamo na váš e-mail.
Odoberať autora na email

Najčítanejšie na SME Tech

Inzercia - Tlačové správy

  1. S dobrým pivom leto chutí
  2. Koľko peňazí pribaliť deťom na tábor
  3. Na Slovensko dorazil až po 30 rokoch. Big Mac oslavuje pol storo
  4. Vieme, ako si vybrať tú správnu klimatizáciu
  5. Mercedes prináša revolúciu v správe firemných úžitkových áut
  6. Marketing Art – online marketingová agentúra z Trenčína
  7. Špeciálna príloha: Krížovky na leto
  8. Šesť dôvodov, prečo sa oplatí cestovať do Ruska
  9. S kreditkou začína pohodová dovolenka už na letisku
  10. Zmrzlina v Mekáči má u nás kratšiu záruku ako v Rakúsku. Prečo?
  1. Vieme, ako si vybrať tú správnu klimatizáciu
  2. Koľko peňazí pribaliť deťom na tábor
  3. Mercedes prináša revolúciu v správe firemných úžitkových áut
  4. Na Slovensko dorazil až po 30 rokoch. Big Mac oslavuje pol storo
  5. Marketing Art – online marketingová agentúra z Trenčína
  6. S dobrým pivom leto chutí
  7. Šesť dôvodov, prečo sa oplatí cestovať do Ruska
  8. Špeciálna príloha: Krížovky na leto
  9. Najpredávanejšou jazdenkou v tuzemsku bola Škoda Octavia
  10. Gopass-dovolenka, ktorá sa oplatí
  1. Aká je ideálna vlhkosť a teplota v byte? Výskum hovorí jasne 34 283
  2. Zmrzlina v Mekáči má u nás kratšiu záruku ako v Rakúsku. Prečo? 24 914
  3. Šesť dôvodov, prečo sa oplatí cestovať do Ruska 21 162
  4. Infografika: Slováci minuli na Pohode historicky najviac peňazí 12 449
  5. Dobrú chuť: Letné šaláty a bizarné praktiky food fotografie 8 989
  6. Veríte brusniciam pri zápaloch močových ciest? Nemusia stačiť 5 956
  7. Špeciálna príloha: Krížovky na leto 3 670
  8. Vyberiete si radšej romantický Paríž alebo slnečné Nice? 3 511
  9. O asistovanej reprodukcii sa šíri množstvo zavádzajúcich tvrdení 3 303
  10. S kreditkou začína pohodová dovolenka už na letisku 2 786

Téma: Nobelove ceny


Článok je zaradený aj do ďalších tém Nobelova cena za mier

Hlavné správy zo Sme.sk

DOMOV

Kaliňák v prípade únosu Vietnamca nikoho nezaujíma

Bývalého ministra vnútra ani nepredvolali.

Podcast Dobré ráno

Dobré ráno: Prečo sa gang financovaný Kremľom usídlil na Slovensku

Aké je posolstvo Nočných vlkov u nás.

SVET

Scenár ako na Kryme? Putin chce referendum na Donbase

Trump sa má rozhodnúť, čo si myslí o referende na Ukrajine.

Neprehliadnite tiež

Čo robiť, aby sa vám v lete neprehrieval telefón

Nedávajte telefón do mrazničky.

Podcast Klik

Klik: Prečo sa ľudia nechávajú očipovať

Prehľad technologických správ týždňa.