TARTALOM

 VISSZA

 


Nobel-díj - Závodszky Péter: a krio-elektronmikroszkópia az utóbbi évek egyik legnagyobb metodikai áttörése



| |
 

Az utóbbi évek egyik legnagyobb módszertani áttörésének nevezte a krio-elektronmikroszkópiát Závodszky Péter. Ez a technikai eszköz lehetővé teszi, hogy az élettudomány "eddig fel sem tett kérdésekre" is válaszokat keressen - mondta biofizikus az MTI-nek az után, hogy Stockholmban szerdán bejelentették, a biomolekuláris kutatásokban, a biomolekuláris struktúrák nagyfelbontású vizsgálata során alkalmazott módszer kidolgozásáért ítélték oda az idei kémiai Nobel-díjat.

A Magyar Biofizikai Társaság tiszteletbeli elnöke és a Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpont Enzimológiai Intézetének kutatóprofesszora elmondta, hogy a biológiai kutatásokban alapvető a szerkezet ismerete atomi, molekuláris szinten, mivel a funkciót a szerkezet határozza meg.

Atomi, molekuláris szinten a szerkezetet már régen meg lehetett határozni röntgen diffrakciós eljárással, vagy elektronmikroszkóp segítségével, ez azonban nem igazán alkalmas biológiai minták, például sejtek, vírusok, riboszómák és egyéb biológiai komplexek vizsgálatára, mert az elektronmikroszkópos mintákat vákuumban, nagy intenzitású elektronsugárzással vizsgálják.

"Ennek két hátránya is van: a vákuumban a víz elpárolog, a nagy intenzitású elektronsugár pedig roncsolja az érzékeny biológiai mintákat" - fejtette ki.

"Ezeket a preparátumokat úgy készítik, hogy már eleve ne legyen bennük víz, és ellenállást tanúsítsanak a nagy energiájú, intenzív sugárzásnak. Ezért nem is magukat a biológiai szerkezeteket, hanem ezeknek különböző hordozó felületekbe beágyazott "lenyomatait" vizsgálják. "Olyan ez, mintha egy ember tulajdonságait egy agyagba készült lenyomatból próbálnánk levezetni" - értelmezte a professzor.

Závodszky Péter elmondta, hogy korábban már sok mindent lehetett tudni egy sejt szerkezetéről, de a funkcióról, a természetes vizes közegben mutatott tulajdonságokból keveset. "Örökös probléma volt, hogy nem az élettel összeegyeztethető körülmények közt vizsgálunk biológiai szerkezeteket" - mondta.

A krio-elektronmikroszkóp, amiért a három különböző nemzetiségű és egymástól függetlenül dolgozó kutató, Jacques Dubochet, Joachim Frank és Richard Henderson Nobel-díjat kap, forradalmi áttörést hozott a biológiai minták szerkezetének felderítésében.

"Két probléma várt megoldásra: egyrészt biztosítani kellett a víz jelenlétét vákuumban és meg kellett oldani a nagyfelbontású képalkotást, kis intenzitású elektronsugárzás mellett" - mondta a kutató.

Ez a munka 30-40 évvel ezelőtt kezdődött, az igazán használható krio-elektronmikroszkópok pedig öt-hat évvel ezelőtt terjedtek el.

Mint mondta, a tudomány által feltárt fizikai elvek alkalmazására sokszor évtizedeket kell várni, mivel az ehhez szükséges technikai eszközök nincsenek a fejlettség azon szintjén, amellyel a felmerült problémákat meglehetne oldani.

"Ez esetben is tudtuk például, hogy mit akarunk, de nem tudtuk, hogy miként lehet úgy mintákat készíteni, hogy a víz vákuumban ne párologjon el" - részletezte. Erre jött Dubochet megoldása, aki mínusz 200 Celsius-fokos közegbe juttatja be biológiai minták vizes oldatait, ahol ezek rendkívül nagy sebességgel hűlnek le. Ez azért fontos, mert ez az idő nem elegendő ahhoz, hogy a víz kikristályosodjon. A kristályok szétrombolnák a szerkezetet. Tulajdonképpen egy üvegszerű, folyadékszerű állapotban marad a víz a mintában, amely így megőrzi a biológiai objektum eredeti, funkcióképes szerkezetét.

"A másik fontos dolog, hogy a biológiai minták nagyon érzékenyek és az elektronmikroszkópiában szokásos elektronsugár dózisok szétroncsolják őket, tehát kisebb dózist kell alkalmazni, a kisebb intenzitás miatt viszont homályos lesz a kép. Egy homályos képpel nem sok mindet lehet kezdeni, ezért az a megoldás, hogy nagyszámú, például egymillió képet készítünk azonos mintáról, és ezeket számítástechnikai eszközökkel összegezzük, így lecsökkenthető a jel/zaj viszony. Ez történik most a krio-elektronmikroszkópiában is, hogy sok-sok képet összegzünk és számítástechnikai eszközökkel ezekből nagy felbontású, háromdimenziós képet hozunk létre."

A kutató elmondta, hogy ezt a technikai áttörést elsősorban az élettudományokban tudják hasznosítani, mivel ott van szükség arra, hogy vizes közegben vizsgáljanak bonyolult, rendkívül érzékeny szerkezeteket.

"Atomi molekuláris kontúrokat látunk a természetes vizes közegükben, ami arra jó, hogy egy sejtről, egy vírusról, egy riboszómáról vagy valamilyen molekuláris komplexről pontos szerkezeti képet kapjunk. A funkció pedig maga a szerkezet" - magyarázta.

Kiemelte: a biológia területén óriási áttörést jelent, hogy olyan dolgok, amelyeket eddig csak sejtettek a tudósok, most láthatóvá váltak. "Eddig indirekt információk alapján már nagyon sokat tudtunk egy sejt szerkezetéről vagy működéséről, de a maga többé-kevésbé természetes valójában nem látta senki. Bizonyos dolgokat megtudtunk eddig is mérni, tapasztalni vagy megfigyelni, és ezekből állt eddig össze egy kép. Most az történt, hogy amit eddig sejtettünk, azt most már látjuk is."

Závodszky Péter elmondta, hogy egy ilyen műszer 8-10 millió dollárba kerül, ezért nem egy általánosan elterjedt kísérleti eszközről van szó. Egy új technikai eszköz mindig utat nyit olyan kérdések megfogalmazásához, amelyet eddig azért nem tettek fel, mert a meglévő eszközökkel nem tudtak volna rá válaszolni.

"Nagy jelentőségűnek és tanulságosnak tartom megemlíteni, hogy ezek a munkák az 1970-es években kezdődtek, vagyis 30-40 év után értek be odáig, hogy ebből a mindennapokban használható és merőben új vizsgáló módszer jöhetett létre" - mondta.

Forrás MTI
MTI 2017. október 5., csütörtök 11:00

Kulcsszavak

MTI, Nobel-díj, krio-elektronmikroszkópia

Kapcsolódó anyagok

Van remény, hogy felfrissül, megfiatalodik a szakma

Orvosi-élettani Nobel-díj - 2019

Hozzászólások:

Nincs hozzászólás ehhez a cikkhez.

A hozzászóláshoz be kell jelentkeznie.


Extra tartalom:

 
ROVAT TOVÁBBI CIKKEI

Az innovatív gyógyszergyártók üdvözlik az új terápiák társadalombiztosítási befogadását

Több terápiás területen összesen 26 új gyógyszerkészítmény, illetve indikáció támogatásba történő befogadásáról határozott az egészségügyi kormányzat – jelentette be pénteken Kásler Miklós, az Emberi Erőforrások Minisztériumának (EMMI) minisztere. Az Innovatív Gyógyszergyártók Egyesülete (AIPM) üdvözli a Kormány döntését, és bízik benne, hogy a döntések és befogadások üteme a jövőben tovább gyorsul, és a készítmények az eljárások lebonyolítását követően minél hamarabb eljutnak a betegekhez.

Tovább


Tudatos jelenlét a 21.században - elméletben és gyakorlatban

A Magyar Pszichiátriai Társaság 2020. évi Vándorgyűlésének előzetes workshopjaként akkreditált képzés, mely a konferencián való részvételtől függetlenül minden érdeklődő számára nyitott.

Tovább


Kincses Gyula: Pezsgő kamarai életet szeretnénk

A Magyar Orvosi Kamara (MOK), és azon keresztül az egészségügy megújítását tűzték ki célul az 1001 orvos hálapénz nélkül Facebook-csoport résztvevőiből az ez év elején szerveződött Újratervezés tagjai, amelynek jelöltjei nyertek november utolsó napján a hivatásrend tisztújító küldöttgyűlésén. A kamara elnökévé Kincses Gyulát választották 202 szavazattal 120 ellenében.

Tovább


Taroltak a digitális megoldások az idei Nekem Szól! Egészségértés pályázaton

2019-ben negyedik alkalommal adta át ünnepélyes keretek között az Innovatív Gyógyszergyártók Egyesülete a Nekem Szól! Egészségértés Díjakat. A verseny résztvevőit Dr. Horváth Ildikó egészségügyi államtitkár, a pályázat fővédnöke köszöntötte. A fődíjat idén az „Együtt könnyebb” Női Egészségért Alapítvány digitális egészségügyi naptárának ítélte a zsűri, amely a női egészséggel kapcsolatban nyújt támogatást, így hatékonyan segít a családtervezésben, valamint a nőgyógyászati betegségek korai felismerésében.

Tovább