<
2016. november 8.

Szerző:
S. K.

Nanolift, fázisátalakulás és autofágia

A világ legapróbb motorjainak megalkotásáért, a sejtek önevéseként ismert folyamatban szerepet játszó gének meghatározásáért, valamint speciális fázisátalakulások értelmezésé­ért adtak idén Nobel-díjat. Négy díjazott Nagy-Britanniában született, míg egy-egy francia, holland és japán tudós is elnyerte a világ legrangosabb tudományos elismerését, amelyet a díjalapító Alfred Nobel halálának évfordulóján, de­cember tizedikén, Stockholmban vesznek át a díjazottak.


Az autofágia, vagyis a leegyszerű­sít­ve a sejtek „önevéseként” em­le­getett folyamat feltárásáért Ószumi Josinori japán tudósnak ítélték az idei orvosi Nobel-díjat. A több mint ötven éve ismert autofágia sokak számára csupán azt jelenti, hogy ha a sejt nem jut elegendő mennyiségű élelemhez, bármi áron táplálékhoz akar jutni, ezért jobb híján lebontja önmagát. Ám az autofágia ennél összetettebb folyamat: a felépülés és a lebomlás dinamikus egyensúlyát jelenti. Az 1960-as évek elején ismerték fel ezt a jelenséget, amelynek molekuláris mechanizmusa, az abban szereplő gének szerepe azonban egészen az 1990-es évek közepéig-végéig ismeretlen maradt.

Ószumi Josinori

A most 71 éves japán tudós 1993-ban élesztősejtekben azonosította a folyamat kulcsfontosságú génjeit. Eredményei paradigmaváltáshoz vezettek a sejten belüli újrahasznosítás, valamint az autofágia sok fiziológiai folyamatban játszott szerepének megértésében – emelte ki indoklásában a díjat odaítélő bizottság. A jelenség rendkívül fontos, nélkülözhetetlen az éhezés túlélésében, a sejtek károsodott és elöregedett részeinek lebontásában. Az autofágia kutatása olyan területeken is alapvető, mint az öregedéskutatás vagy a milliók életét megkeserítő Alzheimer-kór.

Ők fejlesztették ki a világ legkisebb gépeit – ezzel indokolta a Svéd Királyi Tudományos Akadémia, hogy miért Jean-Pierre Sauvage, Sir Fraser Stoddart és Bernard Feringa érdemelte ki idén a kémiai Nobel-díjat. A három kutató olyan, szabályozható mozgást végző molekulákat hozott létre, amelyekből működőképes miniatűr motorok építhetők. Nekik köszönhetően a kémia tudománya új dimenzióba emelkedett.

Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart és Bernard Feringa

Az első lépést ezen a téren a francia Jean-Pierre Sauvage tette meg, aki 1983-ban gyűrű alakú molekulákat kapcsolt össze. A következő átütő eredmény a brit Fraser Stoddart nevéhez fűződik, aki 1991-ben egy molekuláris gyűrűt helyezett egy molekuláris tengely köré, és bebizonyította, hogy a gyűrű fel-le járhat a tengely mentén. Erre épülő felfedezés például a molekuláris lift, a molekuláris izom és a molekulaalapú számítógépes chip – olvasható a díjat odaítélő testület indoklásában. A holland Bernard Feringa volt az első, aki igazi molekuláris motort készített. 1999-ben elérte, hogy egy molekuláris rotorlapát folyamatosan ugyanabba az irányba forogjon. Ilyen motor segítségével a miniatűr motornál tízezerszer nagyobb üveghengert is meg lehetett forgatni.

Három, Nagy-Britanniában született, de az Egyesült Államokban dolgozó tudós kapta az idei fizikai Nobel-díjat. David Thouless, Duncan Haldane és Michael Kosterlitz az úgynevezett topológiai fázisátmenetek területén végzett úttörő munkájáért veheti át az elismerést. A fázisátalakulás a természetben gyakran lejátszódó folyamat, amikor a kiinduló anyag számos fizikai tulajdonsága megváltozik az átalakulás során. Ilyen átalakulást mindannyian ismerünk, legfeljebb nem így nevezzük: erre hétköznapi példa a jég olvadása, illetve a víz lecsapódása. A három kutató olyan matematikai módszert használt, amellyel olyan, valóban különleges fázisátalakulások is leírhatók, mint a szupravezetés vagy a szuperfolyékonyság. Ez a módszer a topológia, amelyik az alakzatoknak a folytonos deformációk – nyújtások, csavarások – közben is megmaradó tulajdonságaival foglalkozik.

David Thouless, Duncan Haldane és Michael Kosterlitz

A szuperfolyékonyság például néhány anyag rendkívül alacsony hőmérsékleten fellépő súrlódásmentes állapota. Ilyenkor a folyadék belsejében nincs súrlódás, minden ellenállás nélkül áramolhat. A cseppfolyós állapotra hűtött hélium szuperfolyékonyságát vékonyrétegekben nem lehetett a korábbi elméletekkel magyarázni, új elméletre volt szükség. Ezt alkották meg a most elismert fizikai Nobel-díjasok. Jóllehet ezek a kutatási eredmények több évtizeddel ezelőtt születtek, ám napjainkra értek be – érvelt a díjazottak mellett a Svéd Királyi Tudományos Akadémia, ezért ítélték most oda az elismerést.•

 
Archívum
 2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017  2018  2019  2020
Címkék

Innotéka