أعلنت جمعية نوبل في معهد كارولينسكا عن منحها جائزة نوبل في الكيمياء لعام (2017) لكل من (جواكيم فرانك)، و(جاك ديبوشي)، و(ريتشارد هيندرسون) مشاركةً؛ وذلك لتطويرهم المجهر الإلكتروني البارد لتحديد هياكل الجزيئات بطريقة عالية الجودة في المحلول.
نبذة مختصرة عن المجهر الإلكتروني البارد:
هو جهاز يستخدم لتصوير العينات المجمدة الرطبة، في درجات الحرارة الباردة في المجهر الإلكتروني، حيث تبقى العينات في حالتها الأصلية دون الحاجة إلى صبغات أو مثبتات؛ مما يسمح بدراسة الهياكل الخلوية الدقيقة، والفيروسات، والمركبات البروتينية بدقّة عالية (دقّة ذريّة).
تقنية المجهر البارد تُحدِث ثورة في الكيمياء الحيوية
قد يكون لدينا صورة مفصلة عن أكثر آليات الحياة تعقيدًا في الانحلال الذري.
فاز العلماء الثلاثة بالجائزة لتطويرهم المجهر الذي سيعمل على تبسيط وتحسين عملية تصوير الجزيئات الحيوية، وقد نقلت هذه التقنية الكيمياء الحيوية إلى عهدٍ جديد. الصورة بالتأكيد هي مفتاح الفهم، حيث كانت القفزات العلميّة في كثير من الأحيان تُبنى على تصورات بالعين البشرية المجرّدة، وكان ذلك عقبة ونقصًا في خرائط الكيمياء الحيوية والتي امتلأت بالمساحات الفارغة منذ فترة طويلة؛ لأن التكنولوجيا المتاحة واجهت صعوبات في الحصول على صور للكثير من الآليات الجزيئية للحياة، ولكن ومع المجهر الإلكتروني البارد كل ذلك تغيّر، حيث أصبح بمقدور الباحثين الآن تجميد الجزيئات الحيوية أثناء حركتها وتصوير العمليات التي لم يسبق لهم رؤيتها، وهو أمر حاسم لكلٍّ من الفهم الأساسي للكيمياء الحيوية، وتطوير الأدوية.
دور كلٍّ من العلماء الثلاثة في البحث الفائز
لقد غير العالم (ريتشارد هيندرسون) الاعتقاد السائد بأن المجهر الإلكتروني قد يؤدي إلى تلف الجزيئات الحية، لذلك كان يُفضل استخدامه مع الجزيئات غير الحية، أو المواد الصلبة تحديدًا، ولكن في عام (1990) نجح العالم هيندرسون في استخدام المجهر الإلكتروني للحصول على صورة ثلاثية الأبعاد للبروتين بدقّة ذريّة، وهذه الطفرة الهائلة أثبتت قدرة التكنولوجيا في التعامل مع المواد الحية. وقام (جواكيم فرانك) في الفترة ما بين عام (1957) وعام (1986) بتطوير طريقة لمعالجة الصورة غير الواضحة الناتجة عن المجهر ثنائي الأبعاد؛ حيث يتم جمعها وتحليلها لتُعطي بنية ثلاثية الأبعاد أكثر وضوحًا. ونجح (جاك ديبوشي) في إضافة الماء للمجهر الإلكتروني للحفاظ على شكل المركبات الحيوية في الفراغ داخل المجهر الإلكتروني؛ لأن الفراغ يتلف الجزيئات الحيوية بسبب تصادمها ببعضها البعض، وفي بدايات الثمانينيات من القرن السابق، نجح ديبوشي في تبريد الماء بسرعة داخل المجهر الإلكتروني؛ مما يسمح بتجمع الماء في شكله السائل حول العينة الحيوية المراد فحصها؛ مما يسمح للجزيئات الحيوية بأن تحتفظ بشكلها في الفراغ.
تعريف بسيط بالفائزين بالجائزة:
جاك ديبوشي: وُلد في عام (1942) في إيغل، سويسرا، وحصل على شهادة الدكتوراة عام (1973)، من جامعة جنيف وجامعة بازل بسويسرا، وهو أستاذ مع مرتبة الشرف في الفيزياء الحيوية بجامعة لوزان بسويسرا.
جواكيم فرانك: وُلد في عام (1940) في سيجن بألمانيا، وحصل على شهادة الدكتوراة في عام (1970)، من الجامعة التقنية في ميونخ بألمانيا، وهو أستاذ الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية الجزيئية والعلوم البيولوجية بجامعة كولومبيا، بنيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية.
ريتشارد هيندرسون: وُلد في عام (1945) في ادنبره، في اسكتلندا، وحصل على شهادة الدكتوراة في عام (1969) بجامعة كامبريدج بالولايات المتحدة، وهو قائد برنامج بمختبر MRC من البيولوجيا الجزيئية، بجامعة كامبريدج بالولايات المتحدة.
إعداد: Amira Esmail & Abdelaziz Mohamed
تدقيق: Matalgah Hamzeh
تصميم: Wael yassir
المصادر:
