Нобелевская премия по химии - 2017

Лауреаты Нобелевской премии по химии 2017 года. Слева направо: Жак Дюбоше, Йоахим Франк и Ричард Хендерсон.
Лауреаты Нобелевской премии по химии 2017 года. Слева направо: Жак Дюбоше, Йоахим Франк и Ричард Хендерсон.
Фото: Фото с сайта sciencenews.org

В начале октября было объявлено, что Нобелевскую премию по химии в 2017 году получат швейцарец Жак Дюбоше, американец немецкого происхождения Йоахим Франк и шотландец Ричард Хендерсон — за «разработку методов криоэлектронной микроскопии высокого разрешения для определения трехмерных структур биомолекул в растворе». Работы ученых, начиная с 80-х годов прошлого века, позволили опробовать и постепенно усовершенствовать этот вид микроскопии до такой степени, что в последние годы ученые могут рассматривать сложные биологические молекулы в мельчайших деталях. По мнению Нобелевского комитета, метод криоэлектронной микроскопии перевел биохимию в новую эру, позволяя заполнить множество пробелов в знаниях о молекулах жизни и живых системах.


Криоэлектронная микроскопия — метод, позволяющий наглядно рассмотреть запутанное строение белков, нуклеиновых кислот и других молекул, а также изучать процессы, в которых они принимают участие.


Криогенную электронную микроскопию вряд ли можно назвать принципиально новым и самодостаточным методом физического исследования вещества. Скорее, она является разновидностью просвечивающей электронной микроскопии (один из авторов этого метода, Эрнст Руска, получил Нобелевскую премию в 1986 году), которую специально адаптировали для изучения микробиологических объектов.


В просвечивающем электронном микроскопе через достаточно тонкий образец, чтобы он был прозрачным для электронов (обычно это десятые и сотые доли микрона), пропускают пучок электронов, которые, проходя через образец, поглощаются и рассеиваются, меняя направление движения. Эти изменения можно зарегистрировать (сейчас в качестве детектора чаще всего используется ПЗС-матрица, создатели которой, Уиллард Бойл и Джордж Смит, стали лауреатами Нобелевской премии по физике 2009 года) и, после анализа, получить изображение исследуемого объекта в плоскости, перпендикулярной пучку.


Поскольку собственная длина волны электронов (десятки пикометров при энергиях, характерных для электронных микроскопов) много меньше длин волн света в видимой области (сотни нанометров), с помощью электронной микроскопии можно «разглядеть» гораздо более тонкие детали, чем с помощью оптической микроскопии, в том числе и флуоресцентной микроскопии высокого разрешения (ФМВР), разработанной лауреатами Нобелевской Премии по химии 2014 года Эриком Бетцигом, Штефаном Хеллем и Уильямом Мернером.


Предельная разрешающая способность электронных микроскопов — несколько ангстрем (десятые доли нанометра) — уже почти достигнута. Это позволяет получать изображения, на которых, например, различимы отдельные атомы. Для сравнения: предел возможностей ФМВР — 10–20 нм. Но просто так сравнивать разные методы по предельному разрешению довольно бессмысленно. Электронные микроскопы имеют высокое разрешение, но им не всегда можно воспользоваться. Почему? - об этом, а также о том, какой вклад в развитие науки внесли три Нобелевских лауреата, — рассказывает Аркадий Курамшин на сайте "Элементы".

Поделитесь
Поделитесь
Вы подтверждаете удаление поста?
Этот пост используется в шапке на главной странице.
Его удаление повлечет за собой удаление шапок соответствущих страниц.
Вы подтверждаете удаление поста?