Нобелевскую премию 2017 года по химии получили Жак Дюбоше из Лозанского университета, Иоахим Франк из Колумбийского и Ричард Хендерсон из Кембриджа. Их исследование затрагивает область электронной микроскопии биологических веществ.
Казалось бы, такое научное открытие можно сделать уже давно существующим методом. Но ученые совершили буквально прорыв в этой области знаний.
Старый добрый микроскоп
Поле их деятельности — криоэлектронная микроскопия. Это такой способ работы электронного микроскопа, когда он просвечивает изучаемую среду, которая находится в состоянии глубокой заморозки, примерно около 200 градусов ниже нуля по шкале Цельсия.
Что дает такой метод? Кто немного помнит биологию из средней школы, знает, что любой биоматериал, на который смотрят в микроскоп, во-первых, очень тонко нарезан, а во-вторых — окрашен. Такой способ не позволяет видеть структуру изучаемого материала. Он дает только плоскостное изображение.
Если изучать биоматериалы в их естественном состоянии, то увидеть что-либо отчетливое не представляется возможным по той причине, что молекулы и атомы находятся в постоянном движении.
Такого еще не было
Для того чтобы рассмотреть материалы в их родной среде, не окрашивать их, ученым пришло в голову их заморозить. Заморозка в этом случае используется как новый способ фиксации. А образцы удается разглядеть в их родной среде. Охлаждение дает возможность замедлить движение атомов, входящих в молекулу, и позволяет обеспечить четкость изображения. Получается, что ту или иную молекулу можно рассмотреть с точки зрения ее пространственного строения.
Данные о пространственном строении молекул крайне важны как для самой химии, так и для фармацевтики. Одно дело знать, из каких атомов состоит то или иное вещество, и совсем иные горизонты открываются, когда известна пространственная структура молекул вещества. Специалисты отметили этот метод биохимического исследования как «новую эру в биохимии».
Польза для человека
А какая в этом всем польза для человечества, спросит читатель? А польза — самая прямая.
- Если учесть, что человек представляет собой по большей части белковую структуру, то для медицины важно знать не просто состав белка, из которого человек сделан. Важно знать и его пространственную конфигурацию.
Предположим, какой-то орган человека вышел из строя или получил повреждение. Взять тот же инфаркт, например. Зная не только качественный состав белковой структуры сердечной мышцы, но и его структуру, можно более эффективно помогать организму заменять рубцовую ткань на нормальную.
Если известна пространственная конфигурация белка, можно создавать лекарства, которые, соединяясь с ним, модифицируют белковую активность. В результате получаются белки с новыми функциями, которых даже еще нет в живом организме. Все это открывает огромные перспективы в создании препаратов от рака и других неизлечимых болезней. Медицина и биотехнология являются главными потребителями открытия Нобелевских лауреатов.
Автор — Владимир Морозов
Источник — ШколаЖизни.ру