Premiul Nobel pentru Chimie a fost atribuit miercuri cercetătorilor Jacques Dubochet, Joachim Frank și Richard Henderson „pentru dezvoltarea crio-microscopiei electronice (cryo-EM) pentru determinarea structurii moleculelor vii în imagini de înaltă rezoluție, conform comunicatului de presă al Comitetului Nobel din Stockholm
Jacques Dubochet, de la Universitatea din Lausanne, Elveția, Joachim Frank, de la Columbia University, New York, SUA și Richard Henderson, de la Laboratorul de Biologie Moleculară de la Cambridge, Marea Britanie, împart Premiul Nobel pentru Chimie. Activitatea lor în domeniu va face posibil, în curând, obținerea unor imagini de detaliu ale mașinăriilor intime și complexe ale vieții la rezoluții atomice.
Crio-microscopia electronică simplifică și îmbunătățește imagistica biomoleculelor, conducând biochimia într-o nouă eră, se mai precizează în comunicatul Comitetului Nobel.
O imagine poate fi cheia spre a înțelege un fenomen. Progresul științific este deseori bazat pe vizualizarea unor obiecte, mecanisme sau fenomene care sunt invizibile ochiului uman. Biochimia este o știință care a avut mult de suferit din cauza lipsei tehnologiei capabile să genereze imagini de la nivelul mașinăriei moleculare a vieții. Crio-microscopia electronică a schimbat acest lucru. Oamenii de știință pot, în prezent, să „înghețe” biomolecule în diferite stadii de activitate și să vizualizeze astfel etape ale unor procese care nu au fost niciodată observate direct, deschizând calea atât pentru o mai bună înțelegere a proceselor chimice aflate la baza vieții dar și pentru dezvoltarea unor noi clase de produse farmaceutice.
Microscopul electronic a fost considerat multă vreme un instrument bun doar pentru a observa materia moartă, pentru că puternica undă de electroni pe care o produce distruge materialul biologic. Însă în 1990, Richard Henderson a folosit cu succes un microscop electronic pentru a genera o imagine tridimensională (3D) a unei proteine la rezoluție atomică. Această reușită a demonstrat potențialul acestei tehnologii.
Lui Joachim Frank îi revine meritul de a face ca această tehnologie să aibă aplicabilitate generală. Între 1975 și 1986 el a dezvoltat o metodă de procesare a imaginii prin care imaginile neclare, bidimensionale (2D), obținute prin microscopul electronic, erau analizate și combinate pentru a genera imaginea clară a structurilor tridimensionale observate la microscop.
Jacques Dubochet a adăugat apă microscopiei electronice. Apa lichidă se evaporă în vidul microscopului electronic, ceea ce duce la distrugerea biomoleculelor. La începutul anilor ’80, Dubochet a reușit să vitrifice apa (proces prin care se modifică structura unei substanțe prin încălzire la o temperatură înaltă, astfel încât să devină compactă și cu luciu sticlos) — el a răcit apoi apa atât de rapid încât aceasta s-a solidificat în forma sa de agregare lichidă, rezultând o „sticlă” și nu cristale de gheață, în jurul unei mostre biologice, permițându-le moleculelor vii din mostră să-și mențină forma naturală chiar și în condiții de vid.
Pornind de la aceste descoperiri, a fost o chestiune de timp până la perfecționarea și optimizarea microscopiei electronice. Rezoluția atomică dorită a fost atinsă în 2013, iar în prezent cercetătorii pot obține oricând reproduceri ale structurii tridimensionale a moleculelor vii. În ultimii ani, literatura de specialitate a abundat în imagini obținute prin această metodă, de la proteinele care produc rezistența la antibiotice, până la suprafața virusului Zika. În prezent, progresul biochimiei este legat de munca acestor trei cercetători
Foto 2:.Jacques Dubochet, de la Universitatea din Lausanne, Elveția, Joachim Frank, de la Columbia University, New York, SUA și Richard Henderson, de la Laboratorul de Biologie Moleculară de la Cambridge, Marea Britanie, împart Premiul Nobel pentru Chimie.
Foto 3 La începutul anilor ’80, Dubochet a reușit să vitrifice apa (proces prin care se modifică structura unei substanțe prin încălzire la o temperatură înaltă, astfel încât să devină compactă și cu luciu sticlos
Foto 4 Joachim Franck Între 1975 și 1986 el a dezvoltat o metodă de procesare a imaginii prin care imaginile neclare, bidimensionale (2D), obținute prin microscopul electronic, erau analizate și combinate pentru a genera imaginea clară a structurilor tridimensionale observate la microscop.
Foto 5 Richard Henderson, de la Laboratorul de Biologie Moleculară de la Cambridge, Marea Britanie