19/10/2014

Нобелевская премия по химии 2014 присуждена за разные исследования в одной области

В 2014 году Нобелевская Премия по химии была присуждена Эрику Бетцигу (Eric Betzig), Штефану Хеллю (Stefan W. Hell) и Уильяму Мернеру (William E. Moerner) за разработку метода флуоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения.

В течение длительного времени возможности оптической микроскопии были ограничены одним, казалось бы, непреодолимым барьером – невозможно получить изображение с разрешением выше, чем половина длины волны света. Использование молекул, способных к флуоресценции, позволило лауреатам 2014 года преодолеть этот барьер, и их работы, которые можно считать прорывом, открыли эру применения оптической микроскопии для изучения наноразмерных объектов.

Благодаря модификации метода оптической микроскопии, получившего название «наноскопия» (nanoscopy), стало возможным отслеживать пути отдельных молекул непосредственно в живых клетках. Теперь можно наблюдать, как молекулы формируют синаптические окончания между нервными клетками мозга или увидеть, как агрегируют белки, ответственные за такие нейродегенеративные заболевания, как болезни Паркинсона, Альцгеймера и Хаттингтона, можно шпионить за отдельными белками в оплодотворенных клетках, подвергающихся делению.

По сути награда присуждена за два несколько отличных друг от друга принципа. Один из них представляет собой метод микроскопии стимулированного истощения эмиссии [emission depletion (STED)], и он был разработан Хеллем в 2000. В данном случае используется два лазерных луча, один из которых стимулирует эмиссию флуоресцентной молекулы, а другой способствует гашению всей флуоресценции, кроме флуоресценции на наноразмерном участке образца. Сканирование образца нанометр за нанометром позволяет получить изображение исследуемого образца с разрешением, лучшим, чем предел Аббе.

Бетциг и Мернер, работая независимо друг от друга, заложили основы второго метода – мономолекулярной микроскопии. Этот метод опирается на возможность контролируемого включения и выключения флуоресцентного сигнала отдельной молекулы. Исследователи получали изображение одного и того же объекта несколько раз, при каждой регистрации изображения, позволяя светиться только некоторым из присутствующих в образце молекул. Наложение полученных изображений позволяет получить суперизображение с наноразрешением, что и было продемонстрировано Бетцигом впервые в 2006 году.

Присуждение Нобелевской премии за развитие флуоресцентной микроскопии со сверхразрешением, которая используется при исследованиях, говорит о зацикленности химической науки, считает академик РАН, директор института химии силикатов имени Гребенщикова Владимир Шевченко. «В третий раз за последние 20 лет Нобелевскую премию по химии дают за методы измерений. Это говорит о том, что химия зациклилась, крупных идей нет», - полагает ученый.

Версия для распечатки