ΝΟΜΠΕΛ ΧΗΜΕΙΑΣ 2009

Το Βραβείο στο χημικό μόριο της ζωής

Μια χημικός, ένας φυσικός και ένας μοριακός βιολόγος και βιοχημικός τιμώνται εφέτος με το Βραβείο Νομπέλ Χημείας. Πρόκειται για την 70χρονη Ισραηλινή Αda Ε. Υonath, τον 69χρονο Αμερικανό Τhomas Α. Steitz και τον 57χρονο Αμερικανό ινδικής καταγωγής Venkatraman Ramakrisnhnan. Προερχόμενοι από διαφορετικά γνωστικά πεδία, αλλά αξιοποιώντας το ίδιο όπλοτην κρυσταλλογραφία ακτίνων Χοι τρεις τιμώμενοι πέτυχαν να διαλευκάνουν τη δομή και τη λειτουργία του ριβοσώματος, ενός εξαιρετικά πολύπλοκου κυτταρικού οργανιδίου, χωρίς την ύπαρξη του οποίου δεν θα μπορούσε να εννοηθεί η ζωή.

Μια χημικός, ένας φυσικός και ένας μοριακός βιολόγος και βιοχημικός τιμώνται εφέτος με το Βραβείο Νομπέλ Χημείας. Πρόκειται για την 70χρονη Ισραηλινή Αda Ε. Υonath, τον 69χρονο Αμερικανό Τhomas Α. Steitz και τον 57χρονο Αμερικανό ινδικής καταγωγής Venkatraman Ramakrisnhnan. Προερχόμενοι από διαφορετικά γνωστικά πεδία, αλλά αξιοποιώντας το ίδιο όπλοτην κρυσταλλογραφία ακτίνων Χοι τρεις τιμώμενοι πέτυχαν να διαλευκάνουν τη δομή και τη λειτουργία του ριβοσώματος, ενός εξαιρετικά πολύπλοκου κυτταρικού οργανιδίου, χωρίς την ύπαρξη του οποίου δεν θα μπορούσε να εννοηθεί η ζωή. Για να αντιληφθεί κανείς πόσο σημαντικά είναι τα ριβοσώματα, αρκεί να αναρωτηθεί τι είναι μια συνταγή χωρίς τον μάγειρο που θα την υλοποιήσει. Τίποτε περισσότερο από μια σειρά οδηγιών. Ε, λοιπόν, και το DΝΑ δεν θα ήταν τίποτε περισσότερο από μια σειρά κωδικοποιημένων οδηγιών αν δεν υπήρχαν τα ριβοσώματα, τα κυτταρικά οργανίδια που μεταφράζουν την πληροφορία του δημιουργώντας πρωτεΐνες.

Οι πρωτεΐνες είναι δομικά και λειτουργικά συστατικά κάθε κυττάρου κάθε οργανισμού, από τα βακτήρια ως τον άνθρωπο. Χαρακτηριστικά παραδείγματα πρωτεϊνών είναι η αιμοσφαιρίνη του αίματος (που μεταφέρει οξυγόνο στους ιστούς), η ινσουλίνη (που ρυθμίζει τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα), το κολλαγόνο του δέρματος, αλλά και τα αντισώματα (με τη βοήθεια των οποίων καταπολεμούμε τους ιούς και τα βακτήρια που εισβάλλουν στον οργανισμό μας).

Παρά το γεγονός ότι η σημασία των ριβοσωμάτων για τη ζωή έγινε σαφής στους επιστήμονες εδώ και μισόν αιώνα, οι πληροφορίες για τη δομή τους ήταν πάντοτε ανεπαρκείς. Εως σχετικά πρόσφατα οι επιστήμονες γνώριζαν ότι αποτελούνται από δύο υπομονάδες, τη μικρή και τη μεγάλη, και ότι κάθε υπομονάδα τους αποτελείται από ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών και μορίων RΝΑ (ριβονουκλεϊνικό οξύ). Η πολυπλοκότητά τους είναι τέτοια που όταν στις αρχές της δεκαετίας του ΄70 η Υonath αποφάσισε να ασχοληθεί με τη διαλεύκανση της δομής τους δεν ήταν λίγοι εκείνοι που τη θεώρησαν τρελή! Τρελή ή όχι, η Υonath επέδειξε εξαιρετική επιμονή, αλλά και επινοητικότητα: όντως, οι τεχνικές δυνατότητες της εποχής δεν ήταν ικανές να αποκαλύψουν την ατομική δομή του ριβοσώματος (γιατί αυτός ήταν ο στόχος), αλλά αυτό δεν σήμαινε ότι δεν θα μπορούσαν να βελτιωθούν.

Ε ως τότε οι επιστήμονες προκειμένου να διερευνήσουν τον τρόπο με τον οποίο οι δύο ριβοσωμικές υπομονάδες συνδέονται μεταξύ τους, καθώς και το είδος των αλληλεπιδράσεων οι οποίες αναπτύσσονται ανάμεσα στις πρωτεΐνες και στα μόρια του RΝΑ, είχαν αξιοποιήσει βιοχημικές μεθόδους που απαιτούσαν την αποδιάταξη του ριβοσώματος. Η Υonath αποφάσισε να αξιοποιήσει την κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ. Η τεχνική αυτή απαιτεί την απομόνωση σε καθαρή μορφή των προς μελέτη μορίων και τη δημιουργία καθαρών κρυστάλλων επάνω στους οποίους εστιάζεται μια δέσμη ακτίνων Χ. Οι ακτίνες προσκρούουν στα διάφορα άτομα και εξέρχονται από τον κρύσταλλο σε διαφορετικές γωνίες. Μελετώντας την περίθλαση του εξερχομένου φωτός οι επιστήμονες εξάγουν συμπεράσματα σχετικά με τη θέση των ατόμων επάνω στα οποία αυτές προσέκρουσαν.

Η εν λόγω τεχνική είχε ευρέως εφαρμοστεί για μεμονωμένες πρωτεΐνες ή άλλα μόρια (π.χ., έτσι είχε διαλευκανθεί και η δομή του DΝΑ), ωστόσο η μελέτη συμπλέγματος πρωτεϊνών και RΝΑ ήταν κάτι αδιανόητο. Βελτιώνοντας κάθε βήμα της διαδικασίας για ένα διάστημα 20 ετών η Υonath πέτυχε τα αποτελέσματα που έφεραν και άλλους ερευνητές στο πεδίο της. Από τη δεκαετία του ΄90 και μετά οι πρόοδοι ήταν ραγδαίες, με αποκορύφωμα το 2000: η Υοnath δημοσίευσε τη δομή της μικρής ριβοσωμικής υπομονάδας με ανάλυση της τάξεως των 3,3 Αngstrom, ο Ramakrisnhnan τη δομή της ίδιας υπομονάδας με ακόμη υψηλότερη ανάλυση (3 Αngstrom) και ο Steitz τη δομή της μεγάλης υπομονάδας με ανάλυση 2,5 Αngstrom!

Οσο για το πρακτικό αποτέλεσμα αυτής της επίπονης και ακριβής έρευνας, αρκεί να πούμε ότι μια πλειάδα αντιβιοτικών σκοτώνει τους μικροοργανισμούς «χτυπώντας» τα ριβοσώματά τους που είναι διαφορετικά από τα δικά μας, τα οποία μένουν άθικτα. Και επειδή, ως γνωστόν, η μάχη με τους λοιμογόνους οργανισμούς δεν σταματά ποτέ, οι μελέτες των τριών αποτέλεσαν τη βάση για μια γενιά αντιβιοτικών που βρίσκεται σε κλινικές δοκιμές και τα οποία αναμένεται να καταπολεμούν ανθεκτικά στα υπάρχοντα αντιβιοτικά βακτηριδιακά στελέχη.

Ποιοι είναι οι τιμηθέντες επιστήμονες
ΑDΑ Ε. ΥΟΝΑΤΗ

Η Αda Ε. Υonath γεννήθηκε πριν από 70 χρόνια στα Ιεροσόλυμα. Παιδί μιας πολύ φτωχής εβραϊκής οικογένειας αλλά με προσόντα που φάνηκαν από νωρίς: έβαλε φωτιά στο σπίτι της προσπαθώντας να δει αν η κηροζίνη ή το νερό μετακινούνταν γρηγορότερα(!) και έσπασε το χέρι της προσπαθώντας να υπολογίσει την απόσταση του μπαλκονιού της από το έδαφος. Διαβλέποντας τις ικανότητές της ο πατέρας της έκανε τα αδύνατα δυνατά για να φοιτήσει η κόρη του σε ένα καλό σχολείο, στο οποίο για να πάει η Υonath έπρεπε καθημερινά να παίρνει δύο λεωφορεία και να φτάνει στην άλλη άκρη της πόλης της. Μετά τον θάνατο του πατέρα της η οικογένεια μετακόμισε στο Τελ Αβίβ. Οπως η ίδια έχει πει σε συνεντεύξεις της, υπήρξε τόσο φτωχή ώστε δεν είχε καν βιβλία. Τίποτε όμως δεν ήταν ικανό να τη σταματήσει: έτσι, αφού σπούδασε Χημεία και ειδικεύτηκε στην κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ εκπονώντας τη διδακτορική διατριβή της στο Ινστιτούτο Weizmann, η Υonath εργάστηκε στο Πανεπιστήμιο Carnegie Μellon και στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης στις ΗΠΑ, προτού επιστρέψει στη χώρα της. Σήμερα είναι καθηγήτρια Δομικής Βιολογίας στο Ινστιτούτο Weizmann και μέλος της Ακαδημίας Επιστημών της χώρας της.

ΤΗΟΜΑS Α. SΤΕΙΤΖ

Ο Τhomas Α. Steitz είναι Αμερικανός. Γεννημένος πριν από 69 χρόνια στο Μιλγουόκι, ο Steitz δεν είχε να αντιπαλέψει τις αντιξοότητες των δύο συναδέλφων του, με τους οποίους μοιράζεται εφέτος την ύψιστη τιμητική επιστημονική διάκριση. Εκπόνησε τη διδακτορική διατριβή του στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ και αφού εργάστηκε στο Εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας στο Κέιμπριτζ του Ηνωμένου Βασιλείου, επέστρεψε στη χώρα του και στο Πανεπιστήμιο Υale, όπου και παραμένει ως σήμερα. Για τα πειράματά του ο Steitz είχε τη δυνατότητα να εργαστεί με ένα από τα ακριβότερα επιστημονικά «εργαλεία»: δυόμισι δισεκατομμύρια δολάρια έχει κοστίσει στο αμερικανικό Δημόσιο η πηγή συγχροτρονικής ακτινοβολίας, ο «εξοπλισμός» που απαιτήθηκε για την κρυσταλλογράφηση της μεγάλης υπομονάδας του ριβοσώματος που πραγματοποιήθηκε στο Εθνικό Εργαστήριο του Βrookhaven.

VΕΝΚΑΤRΑΜΑΝ RΑΜΑΚRΙSΗΝΑΝ

Ο Venkatraman Ramakrishnan είναι ινδικής καταγωγής Αμερικανός. Γεννήθηκε το 1952 στην πόλη Chidambaram της Ινδίας. Αν και γόνος φτωχής οικογένειας, πέτυχε να σπουδάσει Φυσική στο Πανεπιστήμιο Βaroda της χώρας του. Συνέχισε τις σπουδές του στις ΗΠΑ: εκπόνησε τη διδακτορική διατριβή του στη Φυσική στο Πανεπιστήμιο του Οχάιο προτού στρέψει το ενδιαφέρον του στη Βιολογία επιλέγοντας να φοιτήσει στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας. Πέρασε από μια σειρά αμερικανικών εργαστηρίων διερευνώντας πάντα τα του ριβοσώματος και έγινε καθηγητής Βιοχημείας στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα το 1995. Εκεί ξεκίνησε τις μελέτες του για τη διαλεύκανση της δομής της μικρής ριβοσωμικής υπομονάδας που θεωρούνται αριστουργηματικές. Από πέρυσι έχει μετακομίσει στο Ηνωμένο Βασίλειο αποδεχόμενος τη θέση του διευθύνοντος τη Μονάδα Δομικής Βιολογίας του Εργαστηρίου Μοριακής Βιολογίας του Κέιμπριτζ.

Ακολουθήστε στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Δείτε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις από την Ελλάδα και τον Κόσμο, από
Science
ΒΗΜΑτοδότης
Σίβυλλα
Helios Kiosk