2017 Nobel Kimya Ödülü: Donduruculu Elektron Mikroskobisi
Richard Henderson (Solda), Jacques Dubochet (Ortada), Joachim Frank (Sağda)
2017 Kimya Nobel Ödülü’nün sahipleri, solüsyon içerisindeki biyo-moleküllerin yapılarının yüksek çözünürlükte belirlenmesinde kullanılan donduruculu elektron mikroskobisini geliştiren Jacques Dubochet, Joachim Frank ve Richard Henderson oldu.
Soğutuculu Mikroskop Teknolojisi ile Biyokimyada Köklü Değişikliklerin Önü Açıldı
2017 yılının kimya alanındaki Nobel Ödülü, biyo-moleküllerin görüntülenmesini hem basitleştiren hem de geliştiren donduruculu elektron mikroskobisinin hayatımıza girmesinde en önemli role sahip bilim insanları Jacques Dubochet, Joachim Frank ve Richard Henderson’a verildi. Bu yöntem sayesinde, biyokimya alanının yeni bir döneme girdiğini söyleyebiliriz. Çünkü, hayatın karmaşık makinalarıyla ilgili detaylı görüntüleri atomik çözünürlükle almamız bu sayede mümkün.
Özellikle kimya alanında, moleküllerin ve etkileşimlerin detaylı anlaşılabilmesi için görselleştirmenin anahtar rolü vardır. Bilimsel atılımlar, genellikle insan gözüyle görünmeyen nesnelerin başarılı bir şekilde görüntülenmesine dayanır. Fakat, biyokimya alanında kullanılan teknolojiler, canlılığın moleküler makinelerinin çoğunun görüntülenmesinde yetersiz kalıyordu. Donduruculu elektron mikroskobisi (cryo-electron microscopy) sayesinde, biyo-moleküllerin yüksek çözünürlükte görüntülenmesi mümkün hale geldi. Artık araştırmacılar biyo-molekülleri hareketinin herhangi bir anında dondurup, hem yaşamın kimyasının temel anlayışında hem de tıbbi ilaçların geliştirilmesinde belirleyici olabilecek, daha önce görülmemiş süreçleri görselleştirebiliyor.
Güçlü elektron ışını biyolojik materyali yok edeceğinden, elektron mikroskoplarının yalnızca cansız maddelerin görüntülenmesi için uygun olduğuna inanılıyordu. Ancak 1990’da Richard Henderson, elektron mikroskobu kullanarak bir proteinin üç boyutlu görüntüsü atomik çözünürlükte oluşturmayı başardı. Bu atılım, bu teknolojinin potansiyelini de kanıtlamış oldu.
Joachim Frank ise bu teknolojiyi genel olarak uygulanabilir hale getirdi. 1975-1986 yılları arasında, Joachim Frank, elektron mikroskobunun bulanık iki boyutlu görüntülerinin analiz edildiği ve birleştirildiğinde daha net üç boyutlu yapının ortaya çıkarıldığı bir görüntü işleme yöntemi geliştirdi.
Jacques Dubochet, elektron mikroskobisine su ekledi. Elektron mikroskobunun vakumunda buharlaşan sıvı su, biyomoleküllerin çökmesine neden oluyordu. 1980’lerin başında, Dubochet suyun vitrifiye edilmesini başardı. Dubochet suyu o kadar hızlı soğuttu ki, biyolojik numune etrafındaki su sıvı halinde katılaştı ve bu sayede biyomoleküllerin vakumda bile kendi şeklini koruması sağlandı.
Bu buluşları takiben, elektron mikroskobunun içerisinde yer alan her bir detay optimize edildi. Arzulanan atomik çözünürlüğe 2013 yılında ulaşıldı. Bilim insanları, biyomoleküllerin üç boyutlu yapılarını artık rutin olarak üretebiliyor. Son birkaç yılda, bilimsel literatüre antibiyotik direncine neden olan proteinlerden Zika virüsünün yüzeyine kadar birçok görüntü katıldı. Bütün bu görseller, biyokimyada devrim niteliğinde gelişmeler olması için gerekli altyapıyı sağlıyor.
Kaynak: The Nobel Prize in Chemistry 2017, Nobel Foundation, Retrieved from https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2017/press.html
BilimFili.com: "2017 Nobel Kimya Ödülü: Donduruculu Elektron Mikroskobisi"
Bu yazının kaynağı: https://bilimfili.com/2017-nobel-kimya-odulu-donduruculu-elektron-mikroskobisi/
Biyolojik Gelişmeler
-
Avustralya fosili, fotosentezin en az 1,75 milyar yıl önce evrimleştiğini öne sürüyor
-
Böcek kanatlarının solungaçlardan evrimleştiğine dair yeni kanıtlar
-
Denizyıldızının Başı Neresi? Tahmininiz Büyük İhtimalle Yanlış
-
Biyoloji bölümü seçenler ve biyolojiye ilgi duyanlar için bazı öneriler
-
Canlıların Gizemli Dünyasını Keşfetmek: Biyologların Gözüyle Doğa, Genetik ve Evrim
-
Biyolojik ve Kimyasal Silahlar Ne Zamandan Beri Var?
-
Filler Gerçekten ‘Asla Unutmaz’ mı?
-
Sibirya’da Bulunan Ayı Mumyası, Mağara Ayısı Değilmiş
-
California Bilimler Akademisi Bilim adamları 2022'de 146 yeni tür tanımladı
-
Yapay zeka hücre hareketini mikroskop altında analiz edebiliyor.
-
Ağaçlardan Önce Yeryüzünde Devasa Mantarlar Vardı
-
Biyoloji Terimleri Sözlüğü Yayımlandı
-
Avcı-Toplayıcılıktan Tarıma Geçiş Tam Olarak Nasıl Gerçekleşti?
-
Kök Hücre Nedir?
-
Tat hücreleri hayvanın yiyecek arama stratejisini nasıl kontrol edebilir?