Новости химической науки > Нобелевская Премия по химии 2014

   8.10.2014
   В 2014 году Нобелевская Премия по химии была присуждена Эрику Бетцигу (Eric Betzig), Штефану Хеллю (Stefan W. Hell) и Уильяму Мернеру (William E. Moerner) "за разработку метода флуоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения".
   В течение длительного времени возможности оптической микроскопии были ограничены одним, казалось бы, непреодолимым барьером – невозможно получить изображение с разрешением выше, чем половина длины волны света. Использование молекул, способных к флуоресценции, позволило нобелиатам-химикам 2014 года преодолеть этот барьер, и их работы, которые можно считать прорывом, открыли эру применения оптической микроскопии для изучения наноразмерных объектов.
  

   Лауреаты Нобелевской Премии по химии 2014 года – Эрик Бетциг (Eric Betzig), Штефан Хелль (Stefan W. Hell) и Уильям Мернер (William E. Moerner) (Фото: © Нобелевский комитет)
   Благодаря модификации метода оптической микроскопии, получившего название «наноскопия» (nanoscopy), стало возможным отслеживать пути отдельных молекул непосредственно в живых клетках. Теперь можно наблюдать, как молекулы формируют синаптические окончания между нервными клетками мозга или увидеть, как агрегируют белки, ответственные за такие нейродегенеративные заболевания, как болезни Паркинсона, Альцгеймера и Хаттингтона, можно шпионить за отдельными белками в оплодотворенных клетках, подвергающихся делению.

   До определенного времени не было очевидным то, что когда-либо ученым удастся изучить живые клетки в мельчайших молекулярных деталях. В 1873 году специалист по микроскопии Эрнст Аббе постулировал, что разрешение, которое может быть достигнуто с помощью традиционной оптической микроскопии не может быть меньше, чем 0,2 мкм, однако Бетциг, Хелль и Мернер смогли преодолеть эту планку.
   Несмотря на общность формулировки, награда присуждена за два несколько отличных друг от друга принципа. Один из них представляет собой метод микроскопии стимулированного истощения эмиссии [emission depletion (STED)], и он был разработан Хеллем в 2000. В данном случае используется два лазерных луча, один из которых стимулирует эмиссию флуоресцентной молекулы, а другой способствует гашению всей флуоресценции, кроме флуоресценции на наноразмерном участке образца. Сканирование образца нанометр за нанометром позволяет получить изображение исследуемого образца с разрешением, лучшим, чем предел Аббе.
   Бетциг и Мернер, работая независимо друг от друга, заложили основы второго метода – мономолекулярной микроскопии. Этот метод опирается на возможность контролируемого включения и выключения флуоресцентного сигнала отдельной молекулы. Исследователи получали изображение одного и того же объекта несколько раз, при каждой регистрации изображения, позволяя светиться только некоторым из присутствующих в образце молекул. Наложение полученных изображений позволяет получить суперизображение с наноразрешением, что и было продемонстрировано Бетцигом впервые в 2006 году.
   Источник: пресс-релиз Комитета по присуждению Нобелевских Премий