science >> Wetenschap > >> Chemie

Nobelprijswinnende techniek zoals Google Earth voor moleculen

Richard Henderson, een van de Nobelprijswinnaars 2017 voor Scheikunde, heeft een bacterio-rhodopsinemodel voorafgaand aan een persconferentie in het Laboratorium voor Moleculaire Biologie in Cambridge, Engeland, Woensdag, 4 oktober 2017. Drie onderzoekers gevestigd in de VS, Het VK en Zwitserland hebben woensdag de Nobelprijs voor Scheikunde gewonnen voor ontwikkelingen in de elektronenmicroscopie. De prijs van 9 miljoen kronen ($ 1,1 miljoen) wordt gedeeld door Jacques Dubochet van de Universiteit van Lausanne, Joachim Frank van de Columbia University in New York en Richard Henderson van het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Brittannië. (AP Foto/Frank Augstein)

Drie onderzoekers hebben woensdag een Nobelprijs gewonnen voor het ontwikkelen van een microscooptechniek waarmee wetenschappers prachtige details kunnen zien van de moleculen die het leven aandrijven - in feite een plaats op de eerste rij om deze kleine artiesten in hun biologische dans te bestuderen.

De Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen zei dat moleculen kunnen worden vastgelegd tot op het niveau van hun atomen, en snapshots kunnen ze halverwege de beweging vangen. Dat kan helpen onthullen hoe ze met elkaar omgaan.

"Deze methode heeft de biochemie naar een nieuw tijdperk gebracht, " zei de academie bij het toekennen van haar scheikundeprijs aan de Zwitserse Jacques Dubochet van de Universiteit van Lausanne, De in Duitsland geboren Amerikaanse burger Joachim Frank aan de Columbia University in New York, en Brit Richard Henderson van MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Engeland.

De gedetailleerde beelden kunnen de weg vrijmaken voor de ontwikkeling van nieuwe medicijnen, vaccins en industriële chemicaliën, maar experts zeiden dat dergelijke uitbetalingen grotendeels in de toekomst liggen.

"Dit is een techniek die net zijn weg begint te vinden in de onderzoeksgemeenschap, " zei Allison A. Campbell, voorzitter van de American Chemical Society. Het werd onlangs gebruikt om de structuur van het Zika-virus te onthullen.

De methode wordt cryo-elektronenmicroscopie genoemd. Het is als "Google Earth voor moleculen, ' zei Campbell, omdat het "de wetenschapper in staat stelt in te zoomen tot op het fijne detail (dat geeft) die fijne resolutie die je wilt hebben."

Jacques Dubochet, Universiteit van Lausanne, een van de Nobelprijswinnaars voor Scheikunde 2017 poseert voor fotografen buiten de Universiteit van Lausanne, UNIL, Zwitserland, Woensdag, 4 oktober 2017. Het Karolinska-instituut van Stockholm, Zweden, kondigde aan dat wetenschappers Jacques Dubochet, Universiteit van Lausanne, Zwitserland, Joachim Frank, Universiteit van Colombia, New York, VS en Richard Henderson, MRC Laboratorium voor Moleculaire Biologie, Cambridge, Groot-Brittannië ontving in 2017 de Nobelprijs voor de Scheikunde. (Jean-Christophe Bott/Keystone via AP)

Er zijn eerder andere methoden gebruikt om de structuren van sommige biologische moleculen te bepalen, maar ze stuiten op fundamentele beperkingen. De drie winnaars van de prijs van $ 1,1 miljoen (9 miljoen kronen) pasten een andere techniek toe, elektronenmicroscopie, die een elektronenstraal gebruikt in plaats van gewoon licht om monsters te inspecteren.

Tussen 1975 en 1986, Frank ontwikkelde wiskundige modellen om vage tweedimensionale beelden om te zetten in scherpe, driedimensionale. Henderson, in 1990, was in staat om een driedimensionaal beeld van een eiwit te genereren met een resolutie op atoomniveau, het potentieel van de technologie laten zien, aldus het Nobelcomité.

Dubochet, begin jaren tachtig, een manier gevonden om het water in een biologisch monster zo snel af te koelen dat het stolde zonder de ijskristallen te vormen die de elektronenstraal kunnen verstoren.

Die vroege vorderingen werden gevolgd door andere die de techniek enorm hebben verbeterd, aldus het Nobelcomité.

Joachim Frank, van de Columbia-universiteit, wordt omhelsd door zijn vrouw Carol Saginaw, in hun appartement in New York City, Woensdag, 4 oktober 2017. Frank deelt de Nobelprijs voor Scheikunde dit jaar met twee andere onderzoekers voor het ontwikkelen van een methode om driedimensionale beelden van de moleculen van het leven te genereren. (AP Foto/Richard Drew)

"Het is de eerste keer dat we biologische moleculen in hun natuurlijke omgeving kunnen zien en hoe ze daadwerkelijk samenwerken tot op de individuele atomen, ", zei Heiner Linke, lid van het Nobelcomité voor scheikunde.

Henderson zei dat Dubochet "van het veld schopte; hij vond deze methode uit om exemplaren te maken die we nu gebruiken."

Sprekend met verslaggevers in Cambridge, Engeland, Henderson zei ook dat hij het gevoel had dat "wij drieën de prijs hebben gekregen namens het hele veld."

Frank zei dat hij "volledig overweldigd" en sprakeloos was toen hij hoorde dat hij een deel van de prijs had gewonnen.

Jacques Dubochet, Universiteit van Lausanne, een van de Nobelprijswinnaars voor Scheikunde 2017 glimlacht voor een persconferentie aan de Universiteit van Lausanne, Zwitserland, Woensdag, 4 oktober 2017. Drie onderzoekers gevestigd in de VS, Het VK en Zwitserland hebben woensdag de Nobelprijs voor Scheikunde gewonnen voor ontwikkelingen in de elektronenmicroscopie. De prijs van 9 miljoen kronen ($ 1,1 miljoen) wordt gedeeld door Jacques Dubochet van de Universiteit van Lausanne, Joachim Frank van de Columbia University in New York en Richard Henderson van het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Brittannië. (Jean-Christophe Bott/Keystone via AP)

"Ik dacht dat de kans op een Nobelprijs minuscuul was omdat er zoveel andere innovaties en ontdekkingen zijn die bijna elke dag gebeuren, " hij zei.

Hij zei nog niet te hebben nagedacht over wat hij met het prijzengeld moest doen, maar voegde eraan toe:"Ik vertelde mijn vrouw dat we ons geen zorgen meer hoeven te maken over een hondenoppas."

De scheikundeprijs was de derde Nobelprijs die deze week werd bekendgemaakt.

De medicijnprijs ging naar drie Amerikanen die circadiaanse ritmes bestudeerden:Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash en Michael W. Young. De natuurkundeprijs ging naar Rainer Weiss, Barry Barish en Kip Thorne voor het detecteren van zwaartekrachtsgolven.

Donderdag wordt de literatuurwinnaar bekend gemaakt en vrijdag wordt de vredesprijs bekend gemaakt.

Richard Henderson, een van de Nobelprijswinnaars 2017 voor Scheikunde, houdt een bacterio-rhodopsinemodel voorafgaand aan een persconferentie in het Laboratorium voor Moleculaire Biologie in Cambridge, Engeland, Woensdag, 4 oktober 2017. Drie onderzoekers gevestigd in de VS, Het VK en Zwitserland hebben woensdag de Nobelprijs voor Scheikunde gewonnen voor ontwikkelingen in de elektronenmicroscopie. De prijs van 9 miljoen kronen ($ 1,1 miljoen) wordt gedeeld door Jacques Dubochet van de Universiteit van Lausanne, Joachim Frank van de Columbia University in New York en Richard Henderson van het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Brittannië. (AP Foto/Frank Augstein)
Jacques Dubochet, Universiteit van Lausanne, een van de Nobelprijswinnaars van 2017 voor Scheikunde spreekt tijdens een persconferentie aan de Universiteit van Lausanne, een, in Lausanne, Zwitserland, Woensdag, 4 oktober 2017. Drie onderzoekers gevestigd in de VS, Het VK en Zwitserland hebben woensdag de Nobelprijs voor Scheikunde gewonnen voor ontwikkelingen in de elektronenmicroscopie. De prijs van 9 miljoen kronen ($ 1,1 miljoen) wordt gedeeld door Jacques Dubochet van de Universiteit van Lausanne, Joachim Frank van de Columbia University in New York en Richard Henderson van het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Brittannië. (Jean-Christophe Bott/Keystone via AP)
Van links, Sara Snogerup Linse, voorzitter van het Nobelcomité voor Scheikunde, Goran K. Hansson, secretaris van de Koninklijke Academie van Wetenschappen, en Peter Brzezinski, lid van het Nobelcomité, zitten tijdens een persconferentie zoals ze aankondigen - Jacques Dubochet - van de Universiteit van Lausanne, Zwitserland, Joachim Frank van Columbia University, VS en Richard Henderson, van het MRC Laboratorium voor Moleculaire Biologie, Cambridge, in Engeland als de winnaars van de Nobelprijs voor de Scheikunde 2017, aan de Koninklijke Academie van Wetenschappen in Stockholm, Woensdag, 4 oktober 2017. De Nobelprijs voor Scheikunde beloont onderzoekers voor grote vooruitgang bij het bestuderen van de oneindig kleine stukjes materiaal die de bouwstenen van het leven zijn. (Claudio Bresciani/TT Persbureau via AP)
Jacques Dubochet, Rechtsaf, Universiteit van Lausanne, een van de Nobelprijswinnaars voor Scheikunde 2017 spreekt naast Nouria Hernandez, links, Rector van UNIL na persconferentie aan de Universiteit van Lausanne, UNIL, Zwitserland, Woensdag, 4 oktober 2017. Drie onderzoekers gevestigd in de VS, Het VK en Zwitserland hebben woensdag de Nobelprijs voor Scheikunde gewonnen voor ontwikkelingen in de elektronenmicroscopie. De prijs van 9 miljoen kronen ($ 1,1 miljoen) wordt gedeeld door Jacques Dubochet van de Universiteit van Lausanne, Joachim Frank van de Columbia University in New York en Richard Henderson van het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Brittannië. (Jean-Christophe Bott/Keystone via AP)
Joachim Frank, van de Columbia-universiteit, neemt een telefoontje aan in zijn appartement in New York City, Woensdag, 4 oktober 2017. Frank deelt de Nobelprijs voor Scheikunde dit jaar met twee andere onderzoekers voor het ontwikkelen van een methode om driedimensionale beelden van de moleculen van het leven te genereren. (AP Foto/Richard Drew)
Op deze foto, vrijgegeven door de Universiteit van Lausanne, Zwitserland, Jacques Dubochet, hoogleraar scheikunde aan de Universiteit van Lausanne (UNIL), poseert in zijn kantoor, in Lausanne, Zwitserland, in 2006. Drie onderzoekers gevestigd in de VS, Het VK en Zwitserland hebben woensdag 4 oktober de Nobelprijs voor scheikunde gewonnen. 2017 voor ontwikkelingen in elektronenmicroscopie. De prijs van 9 miljoen kronen ($ 1,1 miljoen) wordt gedeeld door Jacques Dubochet van de Universiteit van Lausanne, Joachim Frank van de Columbia University in New York en Richard Henderson van het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Brittannië. (Universiteit van Lausanne/Keystone via AP)
Joachim Frank, van de Columbia-universiteit, poseert voor een foto met zijn vrouw Carol Saginaw, en hun hond Daisy, in hun appartement in New York City, Woensdag, 4 oktober 2017. Frank deelt de Nobelprijs voor Scheikunde dit jaar met twee andere onderzoekers voor het ontwikkelen van een methode om driedimensionale beelden van de moleculen van het leven te genereren. (AP Foto/Richard Drew)
Jacques Dubochet, Universiteit van Lausanne, een van de Nobelprijswinnaars voor Scheikunde 2017 poseert voorafgaand aan een persconferentie aan de Universiteit van Lausanne, een, in Lausanne, Zwitserland, Woensdag, 4 oktober 2017. Drie onderzoekers gevestigd in de VS, Het VK en Zwitserland hebben woensdag de Nobelprijs voor Scheikunde gewonnen voor ontwikkelingen in de elektronenmicroscopie. De prijs van 9 miljoen kronen ($ 1,1 miljoen) wordt gedeeld door Jacques Dubochet van de Universiteit van Lausanne, Joachim Frank van de Columbia University in New York en Richard Henderson van het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Brittannië. (Jean-Christophe Bott/Keystone via AP)
Jacques Dubochet, Universiteit van Lausanne, een van de 2017 Nobelprijswinnaars voor scheikundegrappen voorafgaand aan een persconferentie aan de Universiteit van Lausanne, een, in Lausanne, Zwitserland, Woensdag, 4 oktober 2017. Drie onderzoekers gevestigd in de VS, Het VK en Zwitserland hebben woensdag de Nobelprijs voor Scheikunde gewonnen voor ontwikkelingen in de elektronenmicroscopie. De prijs van 9 miljoen kronen ($ 1,1 miljoen) wordt gedeeld door Jacques Dubochet van de Universiteit van Lausanne, Joachim Frank van de Columbia University in New York en Richard Henderson van het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Brittannië. (Jean-Christophe Bott/Keystone via AP)
Joachim Frank, van de Columbia-universiteit, neemt een telefoontje aan in zijn appartement in New York City, Woensdag, 4 oktober 2017. Frank deelt de Nobelprijs voor Scheikunde dit jaar met twee andere onderzoekers voor het ontwikkelen van een methode om driedimensionale beelden van de moleculen van het leven te genereren. (AP Foto/Richard Drew)
Richard Henderson, een van de Nobelprijswinnaars 2017 voor Scheikunde, spreekt tijdens een persconferentie naast directeur Sir Hugh Pellham van het Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Engeland, Woensdag, 4 oktober 2017. Drie onderzoekers gevestigd in de VS, Het VK en Zwitserland hebben woensdag de Nobelprijs voor Scheikunde gewonnen voor ontwikkelingen in de elektronenmicroscopie. De prijs van 9 miljoen kronen ($ 1,1 miljoen) wordt gedeeld door Jacques Dubochet van de Universiteit van Lausanne, Joachim Frank van de Columbia University in New York en Richard Henderson van het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Brittannië. (AP Foto/Frank Augstein)
Richard Henderson, een van de Nobelprijswinnaars 2017 voor Scheikunde, reageert op fotografen voorafgaand aan een persconferentie in het Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Engeland, Woensdag, 4 oktober 2017. Drie onderzoekers gevestigd in de VS, Het VK en Zwitserland hebben woensdag de Nobelprijs voor Scheikunde gewonnen voor ontwikkelingen in de elektronenmicroscopie. De prijs van 9 miljoen kronen ($ 1,1 miljoen) wordt gedeeld door Jacques Dubochet van de Universiteit van Lausanne, Joachim Frank van de Columbia University in New York en Richard Henderson van het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Brittannië. (AP Foto/Frank Augstein)
Richard Henderson, een van de Nobelprijswinnaars 2017 voor Scheikunde, glimlacht voorafgaand aan een persconferentie in het Laboratorium voor Moleculaire Biologie in Cambridge, Engeland, Woensdag, 4 oktober 2017. Drie onderzoekers gevestigd in de VS, Het VK en Zwitserland hebben woensdag de Nobelprijs voor Scheikunde gewonnen voor ontwikkelingen in de elektronenmicroscopie. De prijs van 9 miljoen kronen ($ 1,1 miljoen) wordt gedeeld door Jacques Dubochet van de Universiteit van Lausanne, Joachim Frank van de Columbia University in New York en Richard Henderson van het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Brittannië. (AP Foto/Frank Augstein)
Richard Henderson, een van de Nobelprijswinnaars 2017 voor Scheikunde, houdt een bacterio-rhodopsinemodel voorafgaand aan een persconferentie in het Laboratorium voor Moleculaire Biologie in Cambridge, Engeland, Woensdag, 4 oktober 2017. Drie onderzoekers gevestigd in de VS, Het VK en Zwitserland hebben woensdag de Nobelprijs voor Scheikunde gewonnen voor ontwikkelingen in de elektronenmicroscopie. De prijs van 9 miljoen kronen ($ 1,1 miljoen) wordt gedeeld door Jacques Dubochet van de Universiteit van Lausanne, Joachim Frank van de Columbia University in New York en Richard Henderson van het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Brittannië. (AP Foto/Frank Augstein)
Op deze ongedateerde foto van het MRC Laboratory of Molecular Biology (LMB) in Cambridge, Richard Henderson, rechts en Carsten Sasche aan het werk in een laboratorium. Drie onderzoekers gevestigd in de VS, VK en Zwitserland hebben woensdag de Nobelprijs voor Scheikunde gewonnen, 4 oktober 2017 voor het ontwikkelen van een manier om gedetailleerde afbeeldingen te maken van de moleculen die het leven aandrijven - een technologie waarvan het Nobelcomité zei dat wetenschappers moleculaire processen konden visualiseren die ze nog nooit eerder hadden gezien. De prijs van 9 miljoen kronen ($ 1,1 miljoen) wordt gedeeld door Jacques Dubochet van de Universiteit van Lausanne, Joachim Frank van de Columbia University in New York en Richard Henderson van het MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, Brittannië. (Laboratorium voor Moleculaire Biologie via AP)
Joachim Frank, centrum, wordt toegejuicht door president Lee Bollinger van Columbia University, links, en Lee Goldman, Chief Executive van het Columbia University Medical Center, zoals hij heeft voorgesteld op een persconferentie van Columbia University, Woensdag, 4 oktober 2017, in New-York. Frank deelt de Nobelprijs voor Scheikunde dit jaar met twee andere onderzoekers voor het ontwikkelen van een methode om driedimensionale beelden van de moleculen van het leven te genereren. (AP Foto/Richard Drew)
Joachim Frank, Rechtsaf, en president Lee Bollinger van Columbia University luisteren naar opmerkingen tijdens een persconferentie van Columbia University, Woensdag, 4 oktober 2017, in New-York. Frank deelt de Nobelprijs voor Scheikunde dit jaar met twee andere onderzoekers voor het ontwikkelen van een methode om driedimensionale beelden van de moleculen van het leven te genereren. (AP Foto/Richard Drew)
Joachim Frank, van de Columbia-universiteit, luistert naar opmerkingen tijdens een persconferentie van Columbia University, Woensdag, 4 oktober 2017, in New-York. Frank deelt de Nobelprijs voor Scheikunde dit jaar met twee andere onderzoekers voor het ontwikkelen van een methode om driedimensionale beelden van de moleculen van het leven te genereren. (AP Foto/Richard Drew)
Joachim Frank wordt geknuffeld door zijn vrouw Carol Saginaw, op een persconferentie aan de Columbia University, Woensdag, 4 oktober 2017, in New-York. Frank deelt de Nobelprijs voor Scheikunde dit jaar met twee andere onderzoekers voor het ontwikkelen van een methode om driedimensionale beelden van de moleculen van het leven te genereren. (AP Foto/Richard Drew)
Joachim Frank, van de Columbia-universiteit, spreekt woensdag op een persconferentie van Columbia University, 4 oktober 2017, in New-York. Frank deelt de Nobelprijs voor Scheikunde dit jaar met twee andere onderzoekers voor het ontwikkelen van een methode om driedimensionale beelden van de moleculen van het leven te genereren. (AP Foto/Richard Drew)
Joachim Frank, centrum, wordt toegejuicht door president Lee Bollinger van Columbia University, links, en Lee Goldman, Chief Executive van het Columbia University Medical Center, zoals hij heeft voorgesteld op een persconferentie van Columbia University, Woensdag, 4 oktober 2017, in New-York. Frank deelt de Nobelprijs voor Scheikunde dit jaar met twee andere onderzoekers voor het ontwikkelen van een methode om driedimensionale beelden van de moleculen van het leven te genereren. (AP Foto/Richard Drew)