ועדת פרס נובל הכריזה היום (ד') על זוכי הפרס בכימיה לשנת 2017: ז'אק דובושה השוויצרי, חואקים פרנק האמריקאי וריצ'רד הנדרסון מבריטניה. בכך מסתיים פרק המדע בהכרזות פרס נובל.

השלושה זכו בפרס עקב כך שפיתחו את המיקרוסקופיה של קריו-אלקטרונים, מה שמפשט מאוד את הדמיית ביומולקולות – כך הודיעה הוועדה.

"שיטה זו הביאה את תחום הביוכימיה לעידן חדש", נכתב בהודעה. "עתה יכולים חוקרים להקפיא ביומולקולות באמצע תנועתן ולהדמות תהליכים שטרם נראו בעבר – פיתוח מהפכני הן להבנה הבסיסית של הכימיה והן לפיתוח תרופות".

שלושת הזוכים הטריים פיתחו שיטה להדמיה של מולקולות על ידי הקפאה מהירה שלהם, תהליך שבעבר נחשב לפוגע בחומר ולבלתי אפשרי. ריצ'רד הנדרסון הצליח להשתמש במיקרוסקופיה חשמלית כדי ליצור הדמיה תלת ממדית של חלבונים באיכות גבוהה מאוד, ברזולוציה מדהימה של אטומים בודדים. חואקין פרנק שיפר את השיטה עוד יותר ואפשר לצרף את התמונות הדו-ממדיות שמייצר המיקרוסקופ האלקטרוני לתמונות תלת ממדיות חדות. ז'אק דובושה הוסיף תמיסת מים לשיטת המיקרוסקופיה.

פרס נובל (צילום: שאטרסטוק)

יש לציין כי לרוב במיקרוסקופ התמונות מצולמות בוואקום, והמים מתאדים וגורמים למבנה של המולקולות הביולוגיות לקרוס. אולם על ידי הקפאה מהירה של הדוגמיות, מולקולות המים קופאות בצורה בה היו מסביב למולקולות הביולוגיות. כך ניתן לצלם חלבונים ומולקולות גדולות אחרות בצורתן המקורית, כפי שהן בגוף, וזאת ללא כל פגיעה במולקולות.

שיטות הקפאה אינן מתאימות לכל מחקר, כיוון שהדגימות חייבות להישאר קפואות. גבישי קרח תועים וגורמים אחרים עלולים להרוס את הדימות, ויש להשתמש בדגימות דקות במיוחד – בעובי של לא יותר מכמה מאות ננומטר – כדי שקרן האלקטרונים תוכל לדמות את התא באופן ברור. מסיבות אלה קשה להשתמש במיקרוסקופ אלקטרונים כאשר נדרש לבחון תאים שלמים, שעוביים גדול פי 50 או יותר מיכולת הצילום המקסימלית של מיקרוסקופ אלקטרונים רגיל.

בשנה שעברה זכו בפרס ז'אן פייר סאובז' מאוניברסיטת שטרסבורג בצרפת, סר ג'יי פרייז'ר סטודארט הסקוטי, חוקר באוניברסיטת נורת'ווסטרן בארצות-הברית וברנרד פרניגה מאוניברסטת כרונינגן. הפרס הוענק להם על תכנון ופיתוח של המכונות הקטנות בעולם – מולקולות שניתן לשלוט על תנועתן.

נושאים קשורים: