Революционна криомикроскопия спечели Нобела по химия

Жак Дюбоше, Йоахим Франк и Ричард Хендерсън

Създателите на криоелектронна микроскопия, която опростява и подобрява изображенията на биомолекулите - Жак Дюбоше, Йоахим Франк и Ричард Хендерсън, са тазгодишните носители на Нобеловата награда за химия, съобщиха от Нобеловия комитет в сряда.

"Този метод пренесе биохимията в нова ера", заявиха от комитета. "Сега изследователите могат да замразяват биомолекули по време на движение и да визуализират процеси, невиждани досега. Това е определящо важно както за базовото разбиране на химията на живота, така и за развитието на фармацевтиката", аргументират се от комитета.

Швейцарецът Жак Дюбоше работи в университета в Лозана и е на 75 години. Германецът Йоахим Франк е на 77 години и в момента работи в Колумбийския университет в САЩ. Шотландецът Ричард Хендерсън работи в Кеймбридж.

Благодарение на тяхното откритие изследователите вече могат да създават триизмерни структури от биомолекули. За биохимията изображенията са от особена важност, а научните пробиви често се основават на успешна визуализация на обект, невидим за човешкото око.

Биохимичните карти обаче в продължение на дълго време бяха изпълнени с празни полета, тъй като наличната технология се затрудняваше да възпроизведе изображения на голяма част от молекулярните механизми на живота. Това се променя с появата на криоелектронната микроскопия. Сега изследователите могат да замразяват биомолекули докато те се движат, както и да визуализират процеси, които никога преди това не са наблюдавали, посочва в съобщението си Нобеловият комитет.

Дълго време се смяташе, че електронните микроскопи са подходящи за заснемане само на мъртва материя, тъй като силният им електронен лъч унищожава биологичния материал.

Но през 1990 г. Ричард Хендерсън успешно създава триизмерно изображение на протеин с резолюция на атомно ниво, използвайки електронен микроскоп. Йоахим Франк прави тази технология до голяма степен приложима. В периода между 1975 г. и 1986 г. той разработва метод за обработка на изображения, чрез който замъглените двуизмерни образи на електронния микроскоп се анализират и сливат, за да разкрият детайлна триизмерна структура.

Жак Дюбоше на свой ред добавя вода към електронната микроскопия. Течната вода се изпарява във вакуума на електронния микроскоп, което води до разпада на биомолекулите. В началото на 1980-те Дюбоше успешно превръща вода в стъклена структура. Той постига това като охлажда рязко течността, така че тя да се втвърди във вид, какъвто е имала като течност около биологичната проба, която бива разглеждана. Така се позволява на биомолекулите да запазят естествената си форма дори и във вакуум. Всяко едно от тези открития оптимизира работата на електронната микроскопия. Желаната резолюция на атомно ниво е постигната през 2013 г. и изследователите вече могат да създават без проблем триизмерни структури от биомолекули.

Благодарение на това през последните няколко години научната литература е пълна с изображения на всичко от протеини, причиняващи резистентност към антибиотици, до повърхността на вируса зика.

"Обикновено кучето ми ме събужда рано сутрин, но днес това беще Нобеловата награда", заяви Франк, цитиран на сайта на Нобеловите награди. На въпрос за практическото приложение на откритието той отвръща, че винаги минава време преди да се видят непосредствените възможности на практическото приложение на дадено откритие. Той допълва, че е смятал, че шансът му да получи Нобелова награда е минимален, тъй като всеки ден се правят толкова много открития.
Ричард Хендерсън обаче смята, че откритието им отваря досега недостижим дял от структурната биология. Той казва също,че позвъняването от Стокхолм го е заварило на среща по криобиология.

Още от Общество