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.

3 червня з МАНівцями спілкувався американський хімік Вільям Мернер — лауреат Нобелівської премії з хімії 2014 року за розвиток флуоресцентної мікроскопії високого розділення.

Сьогодні ділимося конспектом найцікавіших тез лекції вченого!

Як з’явилася флуоресцентна мікроскопія і в чому її важливість 

Науковець розпочав лекцію з оповіді про розвиток мікроскопії. Як пригадує Вільям, досить довгий час учені не мали потужного збільшувального обладнання для досліджень: звичайний світловий мікроскоп дозволяє побачити об’єкти розміром щонайменше 0,2 мікрона (1 мікрон = 0,001 мм). За його допомогою ще можна побачити обриси органел, проте вже неможливо стежити за рухом молекул у клітинах. Водночас із більш точними атомно-силовими й електронними мікроскопами, а також спектроскопією ядерного магнітного резонансу досить складно розглядати живі клітини та виділяти певні білки з-поміж решти довкола. 

Та наприкінці ХХ століття відбулися зрушення: Штефан Гелль розробив STED-мікроскоп, що поклав початок розвитку флуоресцентній мікроскопії високого розділення. Прилад базується на роботі двох лазерів: один спрямований на надзвичайно маленьку зону, яку розглядають, і підсвічує флуоресцентні молекули. Інший, більший за площею освітлення — «гасить» флуоресценцію довкола вибраної зони та робить зображення точнішим. Протягом дослідження мікроскоп фіксує всі зони ділянки (наприклад, органели), а потім науковці створюють загальне зображення з високою роздільною здатністю.

Лектор зазначив, що ця історія вчить науковців вірити навіть у неможливе, адже, приміром, у середині ХХ століття видатний учений і Нобелівський лауреат Ервін Шредінгер зазначив, що неможливо експериментувати з окремими молекулами чи атомами. Вільям Мернер закликає піддавати сумніву вислови про те, що в науці неможливо щось дослідити чи відкрити, навіть якщо це стверджує Нобелівський лауреат.

Як і навіщо вчений винайшов спосіб підсвічування молекул

STED-мікроскоп здатен підсвічувати кожну молекулу окремо. Та за рахунок чого ці молекули світяться? 

Підсвічувати молекули Вільям Мернер запропонував наприкінці 80-х років ХХ століття. Тоді він першим навчився вираховувати поглинання світла однією молекулою. Це відкриття стало знаковою подією в науці й підштовхнуло багатьох учених досліджувати окремі частинки. 

Наприкінці 90-х Вільям почав експериментувати із зеленим флуоресцентним білком, який інші вчені раніше навчилися добувати з медуз і застосовували для досліджень із мікроскопом. Завдяки генним технологіям білок вдалося поєднати з іншими. Так дослідники отримали змогу спостерігати за рухом білків всередині клітини. 

Проте це ще не все. Вільям Мернер з’ясував, що один із типів флуоресцентних білків можна «вмикати» й «вимикати» за бажанням. Шляхом експериментів із лазерами мікроскопа він визначив, що різні довжини хвиль здатні в одному випадку деактивувати флуоресценцію, а в іншому — підсвічувати знову. Це розширило можливості в дослідженнях окремих молекул. Зокрема, у такий спосіб учені отримали можливість відстежувати внутрішні процеси в живих клітинах на молекулярному рівні й експериментувати з ними. Це просто зараз допомагає глибше усвідомити природу різних патологій людського організму та знайти для них способи лікування.

Що Вільям Мернер радить тим, хто мріє про наукову кар’єру 

Лектор окремо зупинився на важливих порадах молодим ученим. 

Займайся лише тією галуззю, від якої фанатієш, адже наука — це складна робота. Варто бути готовими до наполегливої, регулярної та методичної праці на роки. 

Постійно запитуй себе: «Як це працює?». Варто розвивати критичне мислення та піддавати сумніву навіть загальновизнані твердження. Часом і видатні вчені помиляються, а наука постійно рухається вперед.

Не бійся помилок. Це неуникне явище в навчанні, а вчимося ми все життя.

Покладайся на науку. Це найбільш раціональний погляд на світ, саме тому всі великі проблеми у світі можливо вирішити лише науковим шляхом.

Пам’ятай: наука непередбачувана і цікава. У процесі постійно трапляються сюрпризи й несподівані результати досліджень. Вони можуть не виправдати перших очікувань, а натомість привести до інших важливих висновків і відкриттів. 

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

Про шлях до «Нобелівки» з хімії, заморожування біомолекул і вивчення коронавірусу: конспект лекції Йоахіма Франка
Про моделювання молекул, органокаталіз і майбутнє медицини: конспект лекції Девіда Макміллана

Про «непотрібні» знання та секрети наукового мислення: конспект лекції Мартіна Чалфі

Про важливість занять наукою й алгоритми вдумливого навчання: конспект лекції Ліланда Гартвелла

Про соціальну відповідальність бізнесів і навіщо вона потрібна: конспект лекції Олівера Гарта

Про гравітаційні хвилі та чорні діри: конспект лекції Райнера Вайса

Про війну росії проти свободи в Україні, Казахстані й Ірані: конспект лекції Ширін Ебаді

Про пошук покликання, соціальні експерименти та боротьбу з бідністю у світі: конспект лекції Естер Дюфло

Про волатильність, глобальне потепління та його вплив на економіку: конспект лекції Роберта Енґла ІІІ

Про причини хвороби Паркінсона та науки, що допоможуть у лікуванні: конспект лекції Ренді Шекмана

Про гонку озброєнь бактерій і вірусів та спосіб редагування генома: конспект лекції Емманюель Шарпантьє

Про дитячі роки Всесвіту й таємниці космосу: конспект лекції Джона Мазера