Мала академія наук запустила цикл зустрічей із Нобелівськими лауреатами. На лекціях зіркових науковців можна почути історії успіху та епікфейлів, надихнутися прикладами та поставити вченим власні запитання.
4 травня з МАНівцями спілкувався німецький біофізик Йоахім Франк — лауреат Нобелівської премії з хімії 2017 року за розробку кріоелектронної мікроскопії.
Сьогодні ділимося конспектом найцікавіших тез лекції вченого!
Як почалася любов Йоахіма Франка до хімії?
Майбутній учений народився в німецькому місті Зіґен, яке за часів Другої світової війни зазнало майже повної руйнації. У 1944 році місто пережило масоване бомбардування. Тоді сім’я Йоахіма Франка була вимушена втікати до сусіднього містечка й обживатися в новому домі. Саме там, як пригадує науковець, він розпочав свої перші досліди. У 8 років хлопець облаштував цокольне приміщення будинку, раніше призначене для свиней, під імпровізовану лабораторію, де змішував і нагрівав усі речовини, які міг роздобути. На той час Йоахіму не було з ким поділитися своїми успіхами, проте він зберіг цікавість до науки й після школи почав свій шлях фізика.
За часів навчання в університеті завжди цікавився новими темами в науці. Зокрема він надихався здобутками свого наставника, Вальтера Гоппе, який на початку 60-х років ХХ століття почав займатися електронною мікроскопією. Своєю чергою Франк написав першу наукову роботу на тему оптичної дифракції в електронних мікрофотографіях. Це була практично недосліджена й нова галузь науки на той час. Учений продовжив роботу з молекулярними зображеннями, що згодом стала справою всього його життя. Саме так фізик, який зацікавився надточними фотографіями, доклався до інноваційних дослідів у хімії.
Що таке кріоелектронна мікроскопія і до чого тут вакцина від ковіду?
Науковці довгий час шукали спосіб поглянути на те, як працюють різні органели у клітині. Проте оскільки всі процеси всередині клітини відбуваються злагоджено й синхронно, складно виокремити один механізм молекулярної взаємодії в чистому вигляді. Отож, учені вдалися до практики редукціонізму: підсистему розглядають ізольовано (in vitro) в середовищі, що імітує клітинне.
Попередні покоління науковців мали труднощі з дослідженням природного руху клітин. Наприклад, дослідники вважали, що в електромікроскоп можна спостерігати лише мертвий біоматеріал, адже промінь мікроскопа вбиває все живе на своєму шляху. Пізніше навіть із розвитком мікрозображень рух молекул заважав зафіксувати й детально розглянути всі процеси.
Кріоелектронна мікроскопія, яку Йоахім Франк розробляв разом із двома іншими науковцями, зробила прорив у роботі з мікрозображеннями молекул. Кріоелектронний мікроскоп дозволяє заморожувати біомолекули в русі, завдяки чому вчені фіксують процеси, які раніше було неможливо спостерігати. Також дослідники навчились отримувати деталізовані та зручні для аналізу тривимірні зображення молекул.
Завдяки кріоелектромікроскопії вдалося швидко вивчити спайк-білок вірусу 2019-nCoV, що викликає коронавірусне захворювання. Науковцям знадобилося близько 3 тижнів для того, аби змоделювати точне зображення білка вірусу й опублікувати результати дослідження для міжнародної спільноти. Без кріоелектромікроскопа цей процес міг тривати місяцями. Натомість завдяки швидкому вивченню структури вірусу вчені змогли так само оперативно розробити вакцину, що врятувала мільйони людей від хвороби.
Попереду ще багато цікавих лекцій!
Посилання на форми реєстрації шукай на сайті МАН у розділі «Наукові івенти» ➡️ https://man.gov.ua/events
І читай найцікавіше з інших лекцій серії ➡️
Про світлодіоди, шлях до «Нобелівки» та мрії: конспект лекції фізика Хіросі Амано
Про мозок, навчання уві сні та саморозвиток у складні часи: конспект лекції Барбари Оклі
Про пам’ять, орієнтацію у просторі та лікування хвороби Альцгеймера: конспект лекції Мей-Брітт Мозер
Фейки про рослин-мутантів, користь від ГМО і небезпека їхньої заборони: конспект лекції Річарда Джона Робертса
Про нейтрино та історію дослідження цієї частинки: конспект лекції Шелдона Лі Ґлешоу
Про вивчення нейронів, дослідження неврологічних хвороб і різницю між мозком і комп’ютером: конспект лекції Едварда Мозера
Про нейтрино, таємниці осциляцій і нові закони Всесвіту: конспект лекції Такаакі Кадзіти
Про аквапорини, важливість їх дослідження та єднання націй через науку: конспект лекції Пітера Егра
Про мову генів, РНК-інтерференцію та сортування фейків: конспект лекції Крейга Мелло
Про вірусні ідеї, біологію наукового прогресу та головну мотивацію для вчених: конспект лекції Джорджа Сміта