Närbilder på molekyler gav Nobelpris
Ända tills helt nyligen visste vi inte hur de flesta molekyler ser ut i verkligheten – men i dag kan vi få fram tredimensionella bilder som till och med visar atomerna i molekylerna. Tre forskare som gjort detta möjligt belönas med årets Nobelpris i kemi.
Tekniken kallas kryoelektronmikroskopi och är helt enkelt en oerhört förfinad utveckling av elektronmikroskopet.
Resultatet har blivit en revolution av biokemin. Vi kan i dag studera strukturerna hos olika biomolekyler och snabbt skapa oss en tredimensionell bild av exempelvis olika virus.
–Det här har öppnat upp dörren till en helt ny värld. Vi kan nu se strukturen hos molekylerna som bygger upp livet, säger Peter Brzezinski, professor i biokemi och ledamot i Nobelkommittén för kemi.
De tre forskarna är Jacques Dubochet, 75, vid universitetet i Lausanne i Schweiz, Joachim Frank, 77, vid Columbia University i New York i USA och Richard Henderson, 72, vid Cambridge University i Storbritannien.
Proteiner i verkligheten
Kryoelektronmikroskopi har gjort det möjligt för forskare att frysa biomolekyler mitt i deras rörelser. Det gör att man nu kan se förlopp som man aldrig tidigare lyckats med.
– Det är häftigt vad man kan göra med den här tekniken, att man kan titta på proteiner och livets molekyler i sin ursprungliga form, säger Viveka Alfredsson, professor i fysikalisk kemi vid Lunds universitet.
– Ofta gör man den här typen av studier med röntgenkristallografi och då har man kristalliserat molekyler så att de sitter fast i ett nätverk, och det är inte säkert att de är så när de är aktiva. Men nu kan man se hur de verkligen ser ut, när de gör det de ska.
Trodde att tåget gått
Joachim Frank var med via telefon på presskonferensen vid Vetenskapsakademin. Han trodde att tåget till ett Nobelpris i Stockholm hade gått för länge sedan.
– Jag är överväldigad. Jag trodde att chansen att få ett Nobelpris var förbi, säger han.
Han tror att tekniken på sikt kommer att få en mycket stor praktisk betydelse, inte minst inom medicinen.
– Men det tar alltid lång tid från grundforskning fram till dess att det blir till allmän kunskap och kan leda till medicinska behandlingar, säger han.
Tekniken fram till dagens extremt upplösta bilder har tagits fram successivt under loppet av flera decennier, från 1970-talet fram till 2000-talet.
Tredimensionella virus
Det var Frank som först gjorde tekniken användbar. Mellan 1975 och 1986 utvecklade han en metod där han lyckades omvandla elektronmikroskopets tvådimensionella grådaskiga bilder till skarpa tredimensionella strukturer.
Dubouchet förde in vatten i mikroskopet. Genom att kyla ned vattnet fick han molekylerna att behålla sin naturliga form.
År 1990 lyckades Richard Henderson ta fram den första tredimensionella bilden i atomupplösning av ett protein. Detta bevisade teknikens potential.
I dag kan forskare rutinmässigt ta fram tredimensionella strukturer i atomupplösning av biomolekyler. På senare år har vetenskaplig litteratur fyllts av bilder på allt från proteiner som orsakar antibiotikaresistens till zikavirus.