Kereső toggle

Csúcsfejek

Miért járt idén tudományos Nobel-díj?

Továbbítás emailben
Cikk nyomtatása

Az optikai szálak fejlesztése; a digitális kamerákban is használt CCD-szenzor megalkotása; az emberi fehérjegyár feltérképezése; a sejtek öregedését szabályozó DNS-szekvencia felfedezése - ezekért a teljesítményekért ítélték oda idén a tudományos Nobel-díjakat.

A fizikai Nobel-díj egyik felét az optikai szálak tökéletesítéséért ítélte oda a Nobel Bizottság Charles Kuen Kao hongkongi születésű brit kutatónak. A fény vezetésének ötlete már jóval Kao munkássága előtt felmerült. 1841-ben Jean-Daniel Colladon, a Genfi Egyetem fizikusa fedezte fel, hogy a fény egy vízsugárban vezethető; a francia Jacques Babinet ugyanebben az időben hasonló kísérleteket végzett, sőt az ötletet kiterjesztette meghajlított üvegrudakra is. A fény vezetése végül Tyndall révén kapott nagyobb nyilvánosságot, aki 1854-ben a híres Royal Societyben mutatta be, hogy hogyan vezethető a fény vízsugárban. A felfedezést később látványossági elemként használták a párizsi világkiállításon, ahol színes kutakat helyeztek el.

Az optikai szálak kutatása az ötvenes években kezdett el felívelni, ekkor jöttek rá arra, hogy a fény terjedése kedvezőbb, ha az optikai szál magjának nagyobb a törésmutatója, mint a köpenyé. Ekkor ugyanis a teljes visszaverődésként ismert optikai jelenség miatt a fény a köpenyről visszaverődve halad előre a szálban. 1954-ben a londoni Imperial College kutatói egy néhány ezer szálból álló, majdnem egyméteres köteget készítettek, amelynek optikai tulajdonságai már kedvezőek voltak, és a felfedezés ipari hasznosítása azonnal elkezdődött. A korai optikai szálak vesztesége azonban még igen jelentős volt. Ekkor jelent meg a színen a frissen doktorált Kao, aki a hatvanas évek második felében bebizonyította, hogy az optikai veszteségek szinte kizárólag az üvegben meglévő szennyeződéseknek, elsősorban a vas-ionoknak köszönhetők, a szál hajlításakor fellépő veszteségek ugyanis elenyészőek. Mindezeket követően Kao a szilícium-dioxidban megtalálta az ideális optikaiszál-anyagot, amelynek törésmutatója és tisztasága kiváló fényvezetést eredményez.

Kao felfedezését követően az optikai szálak hamar megjelentek a legkülönfélébb alkalmazásokban - a telekommunikációtól kezdve az orvostudományon keresztül a hírszerzésig -, szó szerint behálózták a világot.

A fizikai Nobel-díj másik felén a 85 éves Willard S. Boyle és a 79 éves George E. Smith osztozott, a „képalkotó félvezető áramkör - CCD-szenzor - felfedezéséért". A Bell Laboratoriesnál dolgozó Boyle és Smith egyetlen óra leforgása alatt kitalálták a CCD-t (Charged-Coupled Device), amikor a memóriaegységekben alkalmazott mágneses buborékok analógiájára félvezető buborékokat akartak készíteni. Az általuk kitalált félvezető eszköz úgy működik, hogy egy pontra (pixelre) eső foton hatására egy elektron lép ki, a CCD-chip a kilépő elektronok számát összegzi pixelről pixelre. A CCD rendkívül érzékeny szenzor, a beérkező fotonok mintegy 90 százalékára képes reagálni, ennek megfelelően széles körben alkalmazzák a mikroszkópiai eljárások vagy spektroszkópiai kutatások területén. Hatalmas a jelentőségük a csillagászat területén is, a Hubble teleszkóp például számos CCD-vel van felszerelve. A nagyközönség azonban elsősorban a digitális kamerák kapcsán ismerheti, amelyek CCD-k segítségével rögzítik a képeket.

A kémiai Nobel-díjnak több különlegessége is volt ebben az évben: 1964 óta most először ismertek el női tudóst. Ada Yonath egyben az első izraeli nő, akinek munkásságát Nobel-díjjal jutalmazták. Yonath Venkatraman Ramakrishnan angol és Thomas A. Steitz amerikai kutatóval megosztva kapta a díjat a riboszóma szerkezetének és funkciójának vizsgálatáért. A Nobel Bizottság ezzel a díjjal egy kiemelkedő kutatást értékelt, a riboszóma ugyanis a sejt egyik nagyon fontos alkotórésze, amelyet funkciója miatt gyakran fehérjegyárnak neveznek. A riboszóma ugyanis a DNS- szálban lévő kód alapján egyedi aminosavakat polipeptidlánccá szerel össze. A most jutalmazott kutatók legfőbb érdeme, hogy az eljárással nagy felbontású háromdimenziós szerkezeti képet készítettek a riboszómáról. Ada Yonath volt az első, aki felismerte a riboszóma alegységeinek funkcióit. Ramakrishnan és Steitz a Weizmann Intézet felfedezéseit követően kapcsolódtak be a riboszóma-kutatásba, nagyon nagy felbontású képeket készítve az egyes alegységekről. Venkatraman Ramakrishnan a BBC-nek elmondta, hogy az atomi szerkezet ismerete előtt „csak azt tudtuk, hogy ez egy nagy sejtalkotó, amely a genetikai kódot fehérjévé alakítja, de nem tudtuk, hogy hogyan működik". Ramakrishnan professzor kollégái különben már azóta számítottak a Nobel-díjra, hogy elkészült az első nagyon nagy febontású riboszóma-szerkezettel - sokan fogadásokat is kötöttek rá. Személyében újabb Nobel-díjas kerül ki a brit Nobel-díj-gyárnak nevezett Cambridge-i Molekuláris Biológiai Laboratóriumból, amely eddig tizennégy Nobel-díjassal büszkélkedhet.

Voltak, akik nem értettek egyet a Nobel Bizottság döntésének azon részével, hogy túlságosan biológiai jellegű kutatást jutalmaztak kémiai díjjal. Ramakrishnan professzor szerint azonban „minden biológiai kérdés végül egy kémiai problémára redukálható, mivel a biológia mögött molekulák vannak, a molekulák pedig kémiai szabályoknak engedelmeskednek".

Az idei orvosi Nobel-díjat Elizabeth Blackburn, Carol Greider és Jack Szostak amerikai kutatók kapták megosztva a telomérák és a telomeráz felfedezéséért. Az amerikai trió felfedezése olyan nagy léptékű, hogy már  sokan régóta számítottak a Nobel-díjra, főként azután, hogy 2006-ban megkapták a Nobel-díj „előszobájának" számító Lasker-díjat. Fiatal kutatóként Elizabeth Blackburn a Tetrahymena nevű egysejtű kromoszómáit vizsgálva vette észre, hogy a DNS-szál végén egy olyan szekvencia található, amely nem másolható. Jack Szostakkal együtt fedezték fel, hogy ez az általuk telomérának nevezett szekvencia megakadályozza a minikromoszómák degradációját. A kutatásokhoz kapcsolódott a frissen végzett Carol Greider, akivel együtt sikerült megtalálni a teloméraszekvencia létrehozásáért felelős enzimet, a telomerázt. Greider azt is felfedezte, hogy a sejtek öregedésének sebességét a telomérák szabályozzák.

Olvasson tovább: