нобелевская премия по химии 2014

«Нобель» за микроскоп: заглянуть в наностуктуру

Нобелевскую премию за достижения в области химии получили в 2014 году Эрик Бетциг и Уильям Мернер из США и немец Штефан Хелль. Они разработали методику флуоресцентной микроскопии высокого разрешения.

Работа этих ученых окажет значительную помощь в исследовании методов лечения таких заболеваний мозга, как, например, паркинсонизм и хорея Хантингтона.

Ученые разделили между собой квоту в 8 млн. шведских крон. 54-летний Бетциг работает в Ошбурне, США (Howard Hughes Medical Institute), 51-летний немец Хелль — директор института Макса Планка в Геттингене (Max-Planck-Institut fur Biophysikalische Chemie), а 61-летний Мернер — преподаватель Стэнфордского университета в Калифорнии, США.

«Благодаря их достижениям оптический микроскоп может заглянуть в наномир. Микроскопия стала наноскопией», — так объяснили свое решение члены Нобелевского комитета.

Создание новыми нобелистами методики, названной STED (Stimulated Emission Depletion), позволяет наблюдать, например, за белками, участвующими в развитии болезней, которые повреждают мозг: Паркинсона, Альцгеймера, Хантингтона. Оптические микроскопы имеют одно принципиальное ограничение: волновую природу света. Существуют также электронные микроскопы, у них порог разрешения намного выше оптических; проблема в том, что электронные микроскопы дают возможность исследовать только мертвые объекты, помещенные в вакуум и обстреливаемые пучками электронов. Живые организмы так исследовать не удастся, как и органические процессы. Атомный же микроскоп позволяет видеть только поверхности исследуемых структур.

Открытие, которое привело к Нобелевской премии 2014 года, зарождалось еще в 1989 году. Мернер, который тогда работал в IBM, первым сумел измерить поглощение света отдельными частицами. Суть нобелевских открытий без специального образования не понять, мы можем только согласиться, что человеческий разум — гениальное изобретение Бога, который дал человеку этот инструмент для узнавания мира. Так или иначе, измерения Мернера вдохновили Бетцига разработать теоретические основания микроскопии, основанной на сочетании флуоресцентных изображений, получаемых от долей в разных цветах. В 1997 Мернер исследовал флуоресцентный белок, который в природе имеют медузы. Ему удалось создать такую форму этого белка, свечение которой удавалось «включать» и «выключать». Выяснилось, что вместо свечения многих цветов, как думал Бетциг, можно исследовать частицы, которые светятся в разное время под влиянием слабых лазерных импульсов. Первый флуоресцентный микроскоп сконструировал Штефан Хелль в 2000 году. В своем выступлении после объявления фамилий он сказал, что любит профессию исследователя, ибо достижение сути и размышление о вещах, которые для других не доступны, это очень увлекательно.

Профессор Мернер — человек амбициозный и разносторонний, при этом — шутник, душа компании и учитель молодежи. Зато третий из награжденных, физик Эрик Бетциг, семь лет назад оставил научную деятельность и работал в фирме отца, которая производит запчасти для автомобилей. Его решение вернуться в науку принесло большую награду — всемирное признание ученого и престижную премию. Он разработал физические данные «наноскопа».

Лауреаты Нобелевской премии по химии 2014
Лауреаты Нобелевской премии по химии 2014 года (слева направо: Эрик Бетциг, Штефан Хелль, Уильям Мёрнер)