Шведская королевская академия наук объявила лауреатов Нобелевской премии по химии 2017 года. Премия будет вручена Жаку Дюбоше, Иоахиму Франку и Ричарду Хендерсону с формулировкой «за развитие криоэлектронной микроскопии высокого разрешения для определения структуры биомолекул в растворах». Официальное вручение премий и медалей состоится 10 декабря, после прочтения традиционных лекций. Прямая трансляция объявления победителя велась на сайте Нобелевского комитета.

Криоэлектронная микроскопия — метод, позволяющий определять структуру белков, и при этом, не требующий трудного, а часто и просто невозможного выращивания монокристалла биомолекулы. Она заключается в следующем. На первом этапе раствор белка замораживают, создавая очень тонкий слой, порядка 100 нанометров — так, что молекулы белка не заслоняют друг друга при взгляде сверху вниз. Затем с помощью электронного микроскопа ученые получают изображение этого тонкого слоя, содержащее сотни тысяч фотографий белка в разных «ракурсах». На последнем этапе эти изображения склеивают между собой в единый трехмерный объект, из которого можно определить структуру белка, чрезвычайно важную для разработки новых лекарств или для понимания как работают наши клетки. 

Примеры изображений рецептора, полученные при помощи крио-ЕМ. Twomey et al / Nature 2017

Ричард Хендерсон стал первым ученым, получившим с помощью криоэлектронной микроскопии структуру белка с атомарным разрешением. Жак Дюбоше — автор метода получения мономолекулярной пленки, с которой происходит съемка фотографий. Иоахим Франк разработал методику обработки изображений и создания самой конечной структуры белка.

Примеры объектов, атомарная структура которых была изучена с помощью криоэлектронной микроскопии: белковый комплекс, управляющий циркадными ритмами, белок-сенсор, благодаря которому наши уши слышат, вирус Зика. Nobelprize.org

Сейчас метод криоэлектронной микроскопии активно используется учеными. К примеру, с его помощью была установлена структура поверхности вируса Зика, различных белков, в том числе узнающих начало гена, контролирующих циркадные ритмы, обеспечивающих чувствительность клеток к давлению.

В 2017 году размер Нобелевской премии был увеличен на один миллион шведских крон — сразу на 12,5 процентов. Теперь он составляет 9 миллионов крон или 64 миллиона рублей. 

В 2016 году Нобелевскую премию по химии вручили Жан-Пьеру Соважу (Jean-Pierre Sauvage), сэру Фрейзеру Стоддарту (Sir J. Fraser Stoddart) и Бернарду Феринга (Bernard L. Feringa) «за проектирование и синтез молекулярных машин». Молекулярные машины — это молекулы, или комплексы из нескольких молекул, способные к простейшим механическим действиям. Например, они могут контролируемо вращаться под действием света, работать как многопозиционные переключатели или насосы. Недавно состоялись даже первые гонки на молекулярных машинах. Подробно о том, как создаются такие объекты можно прочитать в нашем материале.

Жак Дюбоше, Иоахим Франк и Ричард Хендерсон. nobelprize.org

Нобелевская премия по химии 2015 года была вручена Томасу Линдалю, Полу Модричу и Азиз Санджар с формулировкой «за исследование механизмов репарации ДНК». Ученые раскрыли три важнейших механизма, позволяющих исправлять ошибки, которые возникают в ДНК под действием излучения или в ходе копирования. Это эксцизионная репарация (удаление поврежденных участков и замена их нормальными), вырезание одиночных нуклеотидов, поврежденных ультрафиолетом, и репарация ошибочно спаренных оснований. Если бы этих механизмов не существовало, ДНК не смогла бы исполнять свои основные функции носителя информации — нарушения в структуре молекулы происходят регулярно. Подробнее об этом можно прочесть в нашем материале.

Автор: Владимир Королёв