Una técnica revolucionaria denominada microscopía crioelectrónica, que ha examinado más de cerca el virus del Zika y una enzima de Alzheimer, ganado científicos Jacques Dubochet, Joachim Frank y Richard Henderson el premio Nobel de Química el miércoles.
Gracias al "método genial" del equipo internacional, que utiliza haces de electrones para examinar las estructuras más pequeñas de las células, "los investigadores ahora pueden congelar biomoléculas en medio del movimiento y visualizar procesos que nunca antes habían visto, ", dijo el comité de química del Nobel.
Esto ha sido "decisivo tanto para la comprensión básica de la química de la vida como para el desarrollo de productos farmacéuticos, "añadió.
El método de imagen ultrasensible permite que las moléculas se congelen instantáneamente y se estudien en su forma natural, sin necesidad de tintes.
Ha puesto al descubierto detalles nunca antes vistos de las diminutas máquinas de proteínas que ejecutan todas las células.
"Cuando los investigadores comenzaron a sospechar que el virus Zika estaba causando la epidemia de recién nacidos con daño cerebral en Brasil, recurrieron a la crio-EM (microscopía electrónica) para visualizar el virus, ", dijo el comité.
Franco, un estadounidense de 77 años nacido en Alemania, se despertó de su sueño cuando el comité anunció el premio en Estocolmo.
"Hay tantos otros descubrimientos todos los días, De alguna manera me quedé sin palabras "dijo Frank, profesor de bioquímica en la Universidad de Columbia en Nueva York. "Es una noticia maravillosa".
En la primera mitad del siglo XX, biomoléculas:proteínas, El ADN y el ARN eran terra incognita en el mapa de la bioquímica.
Debido a que el poderoso haz de electrones destruye el material biológico, Durante mucho tiempo se pensó que los microscopios electrónicos solo eran útiles para estudiar la materia muerta.
Una pantalla muestra las imágenes de Jacques Dubochet, de la Universidad de Lausana, Suiza, Joachim Frank de la Universidad de Columbia, Estados Unidos y Richard Henderson, del Laboratorio de Biología Molecular del MRC, Cambridge, en Inglaterra, que han sido galardonados con el Premio Nobel de Química 2017, durante una rueda de prensa, en la Real Academia de Ciencias de Estocolmo, Miércoles, 4 de octubre 2017. El Premio Nobel de Química recompensa a los investigadores por los grandes avances en el estudio de los pedazos infinitesimales de material que son los componentes básicos de la vida. (Agencia de Noticias Claudio Bresciani / TT vía AP)
Fiesta del té
Pero Henderson, un británico de 72 años, usó un microscopio electrónico en 1990 para generar una imagen tridimensional de una proteína a resolución atómica, un descubrimiento revolucionario que demostró el potencial de la tecnología.
Frank luego lo hizo ampliamente utilizable mediante el desarrollo de un método entre 1975 y 1986 para transformar las imágenes borrosas bidimensionales del microscopio electrónico en nítidas, Compuestos 3-D.
Nacional suizo Dubochet, agua añadida.
Ahora 75, descubrió en la década de 1980 cómo enfriar el agua tan rápido que se solidifica en forma líquida alrededor de una muestra biológica, permitiendo que las moléculas conserven su forma natural.
Todos los tornillos y tuercas del microscopio electrónico se han optimizado desde estos descubrimientos.
La resolución atómica requerida se alcanzó en 2013, y los investigadores "ahora pueden producir rutinariamente estructuras tridimensionales de biomoléculas, "según el comité del Nobel.
"Un premio científico es algo ambiguo, destaca a un individuo cuando debemos destacar un esfuerzo colectivo, Pero, no estoy sólo, ", Dijo Dubochet en una conferencia de prensa en Lausana después del anuncio del premio.
El profesor honorario de biofísica se destacó no solo por su humildad, pero también su humor.
En su currículum, Dubochet señala que fue "concebido por padres optimistas" en 1941, y bromea diciendo que sufrir de dislexia le permitió ser "malo en todo".
El trío compartirá el premio en metálico de nueve millones de coronas suecas (alrededor de $ 1,1 millones o 943, 100 euros).
"Normalmente, lo que haría si estuviera en Cambridge, tendremos una fiesta a la hora del té en el laboratorio, pero espero que la tengamos mañana en su lugar, "dijo Henderson, que trabaja en el Laboratorio de Biología Molecular del MRC.
Joachim Frank, de la Universidad de Columbia, es abrazado por su esposa Carol Saginaw, en su apartamento de la ciudad de Nueva York, Miércoles, 4 de octubre 2017. Frank comparte el Premio Nobel de Química de este año con otros dos investigadores por desarrollar un método para generar imágenes tridimensionales de las moléculas de la vida. (Foto AP / Richard Drew)
'Revolución de resolución'
El anuncio fue elogiado por la comunidad científica y los observadores de todo el mundo.
John Savill, profesor y director ejecutivo del Medical Research Council, financiado por el gobierno del Reino Unido, dijo que la microscopía electrónica ha permitido a los científicos examinar de cerca las moléculas de la enfermedad.
Fue utilizado, por ejemplo, para compilar un identikit detallado de una enzima implicada en la enfermedad de Alzheimer.
"Determinar la estructura de las proteínas en los seres humanos es fundamental para comprender cómo interactúan en el cuerpo y desarrollar mejores medicamentos para las enfermedades. ", Dijo Savill en un comunicado.
Dave Stuart, profesor de biología estructural en la Universidad de Oxford, describió la técnica como una "revolución de la resolución" que ha permitido a los investigadores "ver con exquisito detalle las estructuras de la vida".
También se puede utilizar para examinar proteínas que impulsan el ataque del sistema inmunológico a los virus intrusos.
Para John Hardy, profesor de neurociencia en el University College de Londres, La microscopía crioelectrónica "abre la posibilidad de un diseño racional de fármacos".
"Y como biólogo, Puedo decir que las fotos son hermosas "añadió.
El Premio Nobel de Literatura se anunciará el jueves a las 1100 GMT.
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La Real Academia Sueca de Ciencias ha decidido otorgar el Premio Nobel de Química 2017 a
Jacques Dubochet, Universidad de Lausana, Suiza
Joachim Frank, Universidad de Colombia, Nueva York, Estados Unidos
y
Richard Henderson, Laboratorio de Biología Molecular MRC, Cambridge, Reino Unido
"para el desarrollo de microscopía crioelectrónica para la determinación de estructuras de alta resolución de biomoléculas en solución"
Desde la izquierda, Sara Snogerup Linse, presidente del Comité Nobel de Química, Goran K. Hansson, secretario de la Real Academia de Ciencias, y Peter Brzezinski, miembro del Comité Nobel, sentarse durante una conferencia de prensa mientras anuncian - Jacques Dubochet - de la Universidad de Lausana, Suiza, Joachim Frank de la Universidad de Columbia, Estados Unidos y Richard Henderson, del Laboratorio de Biología Molecular del MRC, Cambridge, en Inglaterra como los ganadores del Premio Nobel de Química 2017, en la Real Academia de Ciencias de Estocolmo, Miércoles, 4 de octubre 2017. El Premio Nobel de Química recompensa a los investigadores por los grandes avances en el estudio de los pedazos infinitesimales de material que son los componentes básicos de la vida. (Agencia de Noticias Claudio Bresciani / TT vía AP)
La tecnología de microscopios revoluciona la bioquímica
Es posible que pronto tengamos imágenes detalladas de las complejas maquinarias de la vida en resolución atómica. El Premio Nobel de Química 2017 se otorga a Jacques Dubochet, Joachim Frank y Richard Henderson por el desarrollo de la microscopía crioelectrónica, que simplifica y mejora la formación de imágenes de biomoléculas. Este método ha llevado la bioquímica a una nueva era.
En esta imagen publicada por la Universidad de Lausana, Suiza, Jacques Dubochet, profesor de química en la Universidad de Lausana (UNIL), posa en su oficina, en Lausana, Suiza, en 2006. Tres investigadores de EE. UU., Reino Unido y Suiza ganaron el Premio Nobel de Química el miércoles 4 de octubre. 2017 para desarrollos en microscopía electrónica. El premio de 9 millones de coronas (1,1 millones de dólares) lo comparte Jacques Dubochet, de la Universidad de Lausana, Joachim Frank de la Universidad de Columbia de Nueva York y Richard Henderson del Laboratorio de Biología Molecular MRC en Cambridge, Bretaña. (Universidad de Lausana / Keystone vía AP)
Una imagen es clave para la comprensión. Los avances científicos a menudo se basan en la visualización exitosa de objetos invisibles para el ojo humano. Sin embargo, Los mapas bioquímicos han estado llenos de espacios en blanco durante mucho tiempo porque la tecnología disponible ha tenido dificultades para generar imágenes de gran parte de la maquinaria molecular de la vida. La microscopía crioelectrónica cambia todo esto. Los investigadores ahora pueden congelar biomoléculas en medio del movimiento y visualizar procesos que nunca antes habían visto. lo cual es decisivo tanto para la comprensión básica de la química de la vida como para el desarrollo de productos farmacéuticos.
Durante mucho tiempo se creyó que los microscopios electrónicos solo eran adecuados para obtener imágenes de materia muerta, porque el poderoso haz de electrones destruye el material biológico. Pero en 1990, Richard Henderson logró utilizar un microscopio electrónico para generar una imagen tridimensional de una proteína a resolución atómica. Este avance demostró el potencial de la tecnología.
Jacques Dubochet, Universidad de Lausana, uno de los ganadores del Premio Nobel de Química de 2017, habla durante una conferencia de prensa en la Universidad de Lausana, Unil, en Lausana, Suiza, Miércoles, 4 de octubre 2017. Tres investigadores de EE. UU. El Reino Unido y Suiza ganaron el miércoles el Premio Nobel de Química por los avances en microscopía electrónica. El premio de 9 millones de coronas (1,1 millones de dólares) lo comparte Jacques Dubochet, de la Universidad de Lausana, Joachim Frank de la Universidad de Columbia de Nueva York y Richard Henderson del Laboratorio de Biología Molecular MRC en Cambridge, Bretaña. (Jean-Christophe Bott / Keystone vía AP)
Joachim Frank hizo que la tecnología fuera de aplicación general. Entre 1975 y 1986, desarrolló un método de procesamiento de imágenes en el que las imágenes bidimensionales difusas del microscopio electrónico se analizan y fusionan para revelar una estructura tridimensional nítida.
Jacques Dubochet añadió agua a la microscopía electrónica. El agua líquida se evapora en el vacío del microscopio electrónico, lo que hace que las biomoléculas colapsen. A principios de la década de 1980, Dubochet logró vitrificar el agua:enfrió el agua tan rápidamente que se solidificó en su forma líquida alrededor de una muestra biológica, permitiendo que las biomoléculas conserven su forma natural incluso en el vacío.
Tras estos descubrimientos, Se han optimizado todos los tornillos y tuercas del microscopio electrónico. La resolución atómica deseada se alcanzó en 2013, y los investigadores ahora pueden producir rutinariamente estructuras tridimensionales de biomoléculas. En los años pasados, La literatura científica ha estado llena de imágenes de todo, desde proteínas que causan resistencia a los antibióticos, a la superficie del virus Zika. La bioquímica se enfrenta ahora a un desarrollo explosivo y está todo listo para un futuro emocionante.
Jacques Dubochet, Derecha, Universidad de Lausana, uno de los premios Nobel de Química 2017 habla junto a Nouria Hernandez, izquierda, Rector de la UNIL después de la conferencia de prensa en la Universidad de Lausana, UNIL, Suiza, Miércoles, 4 de octubre 2017. Tres investigadores de EE. UU. El Reino Unido y Suiza ganaron el miércoles el Premio Nobel de Química por los avances en microscopía electrónica. El premio de 9 millones de coronas (1,1 millones de dólares) lo comparte Jacques Dubochet, de la Universidad de Lausana, Joachim Frank de la Universidad de Columbia de Nueva York y Richard Henderson del Laboratorio de Biología Molecular MRC en Cambridge, Bretaña. (Jean-Christophe Bott / Keystone vía AP)
Ganadores recientes del Premio Nobel de Química
Aquí hay una lista de los ganadores del Premio Nobel de Química durante los últimos 10 años, incluido el premio de este año el miércoles a tres científicos por el desarrollo de la microscopía crioelectrónica:
2017:Jacques Dubochet (Suiza), Joachim Frank (Estados Unidos) y Richard Henderson (Gran Bretaña), para microscopía crioelectrónica, un método para obtener imágenes diminutas, moléculas congeladas.
2016:Jean-Pierre Sauvage (Francia), Fraser Stoddart (Gran Bretaña) y Bernard Feringa (Países Bajos) por desarrollar máquinas moleculares, las máquinas más pequeñas del mundo.
2015:Tomas Lindahl (Suecia), Paul Modrich (EE. UU.) Y Aziz Sancar (Turquía-EE. UU.) Por su trabajo sobre cómo las células reparan el ADN dañado.
2014:Eric Betzig (Estados Unidos), William Moerner (EE. UU.) Y Stefan Hell (Alemania) por el desarrollo de microscopía de fluorescencia de súper alta resolución.
2013:Martin Karplus (Estados Unidos-Austria), Michael Levitt (Estados Unidos-Gran Bretaña) y Arieh Warshel (Estados Unidos-Israel) por diseñar modelos informáticos para simular procesos químicos.
2012:Robert Lefkowitz (EE. UU.) Y Brian Kobilka (EE. UU.) Para estudios de receptores celulares acoplados a proteína G.
2011:Daniel Shechtman (Israel) por el descubrimiento de cuasicristales.
2010:Richard Heck (EE. UU.) Y Ei-ichi Negishi y Akira Suzuki (Japón) por su trabajo en acoplamientos cruzados catalizados por paladio en síntesis orgánica.
2009:Venkatraman Ramakrishnan y Thomas Steitz (Estados Unidos), Ada Yonath (Israel) para estudios de la estructura y función de la máquina molecular ribosómica dentro de las células.
2008:Osamu Shimomura (Japón), Martin Chalfie y Roger Tsien (EE. UU.) Por el descubrimiento y desarrollo de la proteína verde fluorescente, GFP, utilizado como marcador en pruebas de laboratorio.
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