За­мо­ро­зи­ли, щоб роз­гле­ді­ти

«Но­бе­ля» з хі­мії да­ли трьом уче­ним за ви­на­хід крі­о­ген­но­го мі­кро­ско­па

Ukrayina Moloda - - Свiт - Ігор ВІТОВИЧ

Цьо­го­рі­чної Но­бе­лів­ської пре­мії з хі­мії удо­сто­є­ні троє вче­них зi США, Ве­ли­кої Бри­та­нії та Швей­ца­рії за роз­ви­ток крі­о­еле­ктрон­ної мі­кро­ско­пної те­хні­ки ви­со­кої роз­діль­ної зда­тно­сті для ви­зна­че­н­ня стру­ктур біомолекул у роз­чи­ні. Но­бе­лів­ським ко­мі­те­том за це до­ся­гне­н­ня від­зна­че­ні: про­фе­сор біо­фі­зи­ки уні­вер­си­те­ту Ло­зан­ни (Швей­ца­рія) Жак Дю­бо­ше, про­фе­сор біо­хі­мії та мо­ле­ку­ляр­ної біо­фі­зи­ки Ко­лум­бій­сько­го уні­вер­си­те­ту (США) Йо­а­хім Френк та ке­рів­ник ла­бо­ра­то­рії мо­ле­ку­ляр­ної біо­ло­гії Кем­брі­дж­сько­го уні­вер­си­те­ту (Ве­ли­ка Бри­та­нія) Рі­чард Хен­дер­сон. Гро­шо­вий до­да­ток до пре­мії у роз­мі­рі 9 млн. швед­ських крон роз­ді­лять по­рів­ну між ни­ми трьо­ма.

Крі­о­еле­ктрон­на мі­кро­ско­пія до­зво­ляє спо­сте­рі­га­ти мо­ле­ку­ли, за­мо­ро­жу­ю­чи їх ду­же швид­ко зі збе­ре­же­н­ням при­ро­дної стру­кту­ри. За ме­то­дом мі­кро­ско­пії Дю­бо­ше, Френ­ка та Хен­дер­со­на мо­жна де­таль­но ви­вча­ти біо­мо­ле­ку­ли, зу­пи­не­ні в русі. Це «роз­ши­рює за­галь­ні мо­жли­во­сті пі­зна­н­ня хі­мі­чних прин­ци­пів жи­т­тя і мо­жли­во­сті в роз­роб­ці лі­ків», йде­ться у прес-ре­лі­зі Но­бе­лів­сько­го ко­мі­те­ту.

У 2013 ро­ці вче­ні отри­ма­ли три­ви­мір­ні зо­бра­же­н­ня біо­ло­гі­чних зраз­ків на мі­кро­ско­пі­чно­му рів­ні. Зав­дя­ки ви­на­йде­ній ла­у­ре­а­та­ми те­хні­ці крі­о­ген­ної мі­кро­ско­пії вче­ні отри­ма­ли мо­жли­вість роз­гля­да­ти мо­ле­ку­ли люд­сько­го біл­ка в най­дрі­бні­ших по­дро­би­цях, в їх при­ро­дньо­му се­ре­до­ви­щі та в три­ви­мір­но­му зо­бра­жен­ні. Пе­ре­лом­ність від­кри­т­тя по­ля­гає в то­му, що на­яв­ні до цьо­го ча­су опти­чні мі­кро­ско­пи до­зво­ля­ли вче­ним про­ни­ка­ти вглиб люд­ських клі­тин та роз­гля­да­ти і ви­вча­ти їх ли­ше з пев­ним при­бли­же­н­ням на рів­ні ча­сти­нок.

Опти­чна мі­кро­ско­пія до­зво- ли­ла до­ве­сти існу­ва­н­ня мі­кро­ор­га­ні­змів, ви­вчи­ти спер­ма­то­зо­ї­ди та яй­це­клі­ти­ни, час­тко­во ви­вчи­ти клі­тин­ну стру­кту­ру та на­віть роз­гле­ді­ти хро­мо­со­ми. По­до­ла­ти фі­зи­чні обме­же­н­ня опти­чних те­ле­ско­пів до­зво­ли­ла еле­ктрон­на мі­кро­ско­пія, за якої за­мість сві­тло­во­го по­то­ку ви­ко­ри­сто­ву­є­ться в’яз­ка еле­ктро­нів. Але і в остан­ньої бу­ли свої не­до­лі­ки. По-пер­ше, по­ту­жний стру­мінь еле­ктро­нів руй­ну­вав біо­ло­гі­чний ма­те­рі­ал, по-дру­ге, для при­ско­ре­н­ня еле­ктро­нів по­трі­бен ва­ку­ум — від­по­від­но, в ва­ку­у­мі має пе­ре­бу­ва­ти і пре­па­рат. То­му з її до­по­мо­гою ви­вча­ти «жи­ві» зраз­ки бу­ло не­мо­жли­во. Від­так, цьо­го­рі­чні ла­у­ре­а­ти роз­ро­би­ли ме­тод з ви­клю­че­н­ням кри­ста­лі­за­ції во­ди. Він отри­мав на­зву ві­три­фі­ка­ції.

Ви­най­де­на цьо­го­рі­чни­ми ла­у­ре­а­та­ми крі­о­еле­ктрон­на мі­кро­ско­пія про­су­ва­є­ться зна­чно да­лі. Зав­дя­ки їй до­слі­дни­ки мо­жуть роз­гле­ді­ти не ли­ше за­галь­ну фор­му біл­ків, а на­віть роз­кла­да­ти в них окре­мі ато­ми, до то­го ж у трьох ви­мі­рах. Хо­ча пре­мія з хі­мії, але во­на зна­йде най­шир­ше за­сто­су­ва­н­ня в ме­ди­ци­ні, бо до­зво­лить зна­чно під­ви­щи­ти ефе­ктив­ність лі­кар­ських пре­па­ра­тів. Якщо ми хо­че­мо, щоб ме­ди­чний пре­па­рат ді­яв най­ефе­ктив­ні­ше, то по­вин­ні зна­ти, в який бі­лок ма­є­мо йо­го ске­ро­ву­ва­ти.

Ек­спер­ти на­во­дять та­кі по­рів­ня­н­ня: якщо клі­ти­ну, яку те­пер мо­жна ви­вчи­ти з до­по­мо­гою крі­о­ген­но­го мі­кро­ско­па, при­рів­ня­ти до на­ту­раль­ної ве­ли­чи­ни лю­ди­ни, то при цьо­му людський ор­га­нізм роз­ро­сте­ться до роз­мі­рів Мі­ся­ця. Вар­то за­зна­чи­ти: крі­о­еле­ктрон­на мі­кро­ско­пія бу­ла ві­до­ма й ра­ні­ше, але до­сі де­таль­ні­шо­му ви­вчен­ню мо­ле­кул пе­ре­шко­джа­ли кри­шта­ли­ки льо­ду, які утво­рю­ва­ли­ся при за­мо­ро­жен­ні в рід­ко­му азо­ті. Цьо­го­рі­чні ла­у­ре­а­ти роз­ро­би­ли ме­то­ди­ку мит­тє­во­го за­мо­ро­же­н­ня клі­тин, зав­дя­ки яко­му та­кі кри­шта­ли­ки льо­ду не утво­рю­ю­ться і ні­що вже не пе­ре­шко­джає спо­сте­рі­га­ти за зо­бра­же­н­ням. Ви­на­хід трьох уче­них ре­во­лю­ціо­ні­зує на­у­ку біо­хі­мію.

2015 ро­ку на­у­ко­вий жур­нал Nature Methods на­звав крі­о­еле­ктрон­ну мі­кро­ско­пію про­рив­ним ме­то­дом ро­ку. Зав­дя­ки ній уче­ні впро­довж двох остан­ніх ро­ків вже отри­ма­ли де­таль­ні зо­бра­же­н­ня по­верх­ні ві­ру­су Зі­ка та біл­ків, які ви­кли­ка­ють ре­зи­стив­ність до ан­ти­біо­ти­ків, отри­ма­ли фото стру­кту­ри, з до­по­мо­гою якої кро­но­ві­ру­си про­ни­ка­ють у клі­ти­ни. Про­грес оче­ви­дний, але йо­го на­ра­зі бло­кує вар­тість обла­дна­н­ня та інер­тність на­у­ко­во­го ото­че­н­ня, яке все ще від­дає пе­ре­ва­гу ста­рим ме­то­дам до­слі­джень.

Newspapers in Ukrainian

Newspapers from Ukraine

© PressReader. All rights reserved.