Нобелевскую премию по химии получили первопроходцы криоэлектронной микроскопии

Нобелевскую премию 2017 г. в области химии получили Жак Дюбош, Йоаким Франк и Ричард Хенденсон за разработку метода исследования структуры биологических молекул, «открывшего новую эру в биохимии». Об этом сообщил официальный сайт Нобелевского комитета.

«Усилиями этих ученых-первопроходцев было создано целое направление криоэлектронной микроскопии, революционизировавшее наше понимание биохимических процессов», - пишет Нобелевский комитет. Благодаря ему впервые стало возможным исследование в высоком разрешении трехмерной структуры биологических молекул - прежде всего белков - в родной среде, водных растворах.

Суть метода состоит в мгновенной заморозке образцов и исследовании их с помощью электронного микроскопа при температуре жидкого азота. Ученым впервые удалось заморозить молекулы в аморфном (некристаллическом) льду, сохраняющем их структуру. «Теперь ученые могут замораживать молекулы в момент нужной им активности и видеть прежде недоступные процессы, что неоценимо как для общего понимания устройства живой материи, так и для разработки новых лекарств» - сообщил Нобелевский комитет.

До фундаментального исследования 1984 г., выпущенного группой Дюбоша в Европейской лаборатории молекулярной биологии, единственным способом определения трехмерной структуры сложных молекул оставалась рентгеновская кристаллография. Это сравнительно грубый и ограниченный в применении метод, приводивший, к тому же, к повреждениям молекул жестким излучением.

Исследования Ричарда Хендерсона позволили адаптировать электронную микроскопию к исследованию биологических объектов на атомном уровне, и в 1990 г. он опубликовал первое трехмерное поатомное изображение мембранного белка бактериородопсина.

Йоаким Франк создал программно-математический аппарат обработки изображений, позволивший компьютеру сводить информацию об однородно ориентированных белках для создания сначала двухмерных, а потом и трехмерных изображений органических молекул. С его помощью он первым свел молекулярную картину поверхности рибосомы - органеллы клетки, отвечающей за синтез белков.

Именно криоэлектронная микроскопия, в частности, позволила быстро установить структуру вируса Зика, пишет комитет.

Премия по химии вручается третьей на «Нобелевской неделе». Ранее объявили лауреатов Нобелевской премии по медицине (исследование циркадных ритмов - основы «биологических часов») и по физике (обнаружение гравитационных волн). Размер Нобелевской премии в этом году - 9 млн шведских крон ($1,1 млн).

Как отмечает Reuters, награда в этом году обошла американских ученых, создавших метод редактирования генома CRISPR-Cas9. С его помощью в этом году удалось избавить зародыш человека от тяжелой генетической мутации.

Как работает криоэлектронная микроскопия