Названі лауреати Нобелівської премії з медицини, фізики та хімії: які відкриття вони подарували світу

06.10.2021 17:22 748 0
Названі лауреати Нобелівської премії з медицини, фізики та хімії: які відкриття вони подарували світу

Цього понеділка, 4 жовтня, у Норвегії та Швеції розпочався Нобелівський тиждень, у ході якого стануть відомі лауреати Нобелівської премії – 2021. За перші три дні оголосили власників премій у природничих галузях – медицині, фізиці і хімії.

Розповідаємо, за які досягнення вченим цього року присуджували «нобеля».

Девід Джуліус і Ардем Патапутян – Нобелівська премія з медицини і фізіології за дослідження рецепторів температури і дотику.

У Нобелівському комітеті пояснили: робота цьогорічних лауреатів дозволила зрозуміти, як температура або механічна сила перетворюються у нервові імпульси, які допомагають нам сприймати зовнішній світ. Потенційно напрацювання Джуліуса і Патапутяна можуть бути застосовані як у медицині, так і при розробці робототехніки та віртуальної реальності. 

Девід Джуліус працює у Каліфорнійському університеті у Сан-Франциско і у останні десятиліття вивчає молекулярні механізми, завдяки яким люди відчувають дотик і біль. Група вчених під його керівництвом виявила ціле сімейство теплочутливих рецепторів, які дозволяють нервовим волокнам визначати високі і низькі температури. Зокрема, вони пояснили, чому гостра їжа, навіть якщо вона холодна, викликає таку ж реакцію, як гаряча. Алкалоїд капсаїцин, присутній у гострому перці, активує специфічний фрагмент ДНК, такий же, як висока температура. Команда Джуліуса виявила білки, відповідальні за цю реакцію, які були названі TRPV1 і TRPV2.

Ардем Патапутян працює також у Каліфорнії, у медичному інституті Говарда Хьюза. Йому вдалося виявити ген, який забезпечує відчуття фізичного дотику.

У 2002 році обидва лауреати майже одночасно незалежно один від одного ідентифікували білок TRPM8, відповідальний за відчуття холоду. Їхні відкриття були об’єднані ще й тому, що мають однакову природу: йонні канали, які активуються у відповідь на фізичний вплив – зміну температури чи натягу мембрани, та діють як мінідатчики.

Клаус Хассельман, Сюкуро Манабе і Джорджіо Парізі – Нобелівська премія з фізики відкриття взаємодії безпорядку і флуктуацій у фізичних системах та фізичне моделювання земного клімату.

Цьогоріч Нобелівську премію з фізики дісталася трьом лауреатам, але не порівну. Одну половину розділили між собою німецький вчений Клаус Хассельман і японсько-американський науковець Сюкуро Манабе, які займалися моделюванням клімату. Манабе був першим, хто ще у 1960-х розрахував ускладнену кліматичну модель, у якій, крім сонячного світла, інфрачервоного випромінювання Землі і парникового ефекту був врахований вертикальний рух повітря, а також утворення у верхніх шарах атмосфери крапель з водяної пари. Модель Манабе передбачала, що подвоєння кількості вуглекислого газу призведе до росту температури більш ніж на 2°C. Цікаво, що сучасні моделі, які враховують значно більше факторів, дають майже таку саму оцінку. 

Клауса Хассельмана зацікавив трохи інший аспект кліматичних змін – вплив «ефекту метелика», який визначає, що найменша зміна початкового стану системи призводить до кардинальних змін у її динаміці. У 1980 році Хассельман знайшов спосіб врахувати у кліматичних моделях мінливість погоди. Він запропонував моделювати цей вплив як дію абстрактного джерела у вигляді шуму – оскільки погода змінюється непередбачувано і  хаотично та до певною міри справді нагадує шум. Це дозволило взяти до уваги і стійкі тенденції клімату, і ситуативні примхи погоди, а також відділити зміни, викликані природними явищами, від людського фактору. Хассельман започаткував у Гамбурзі цілу школу кліматичного моделювання.

Друга половина Нобелівської премії з фізики у 2021 році дісталася фізику-теоретику Джорджіо Парізі з університету Сапієнца у Римі. Його робота перегукується з роботою Хассельмана, оскільки саме Парізі близько 40 років тому допоміг математичному розрахунку поведінки складних систем у непередбачуваних обставинах. Це довгі роки здавалося неможливим, адже одна й та сама система залежно від свого стану у різні моменти по-різному реагує навіть на однаковий вплив. Парізі довів, що подібні фактори, на перший погляд випадкові і не пов’язані між собою, підпорядковуються певним правилам. Тому він запропонував звести всі невідомі змінні до одного «фактора невизначеності», що підвищило точність розрахунків і передбачень.

Беньямін Ліст та Девід Макміллан – Нобелівська премія з хімії за розвиток асиметричного органокаталізу.

Лауреати цьогорічного «нобеля» з хімії у 2000 році незалежно одне від одного відкрили новий тип каталізаторів, який набув поширення у фармацевтичній індустрії та зробив побудову молекул більш екологічною. 

Каталізатори, які прискорюють та контролюють перебіг реакцій, необхідні у всіх видах хімічної промисловості. Ці речовини допомагають конструювати молекули, які утворюють еластичні та міцні матеріали, зберігають енергію у батареях або сповільнюють прогресування хвороб.  Німець Ліст і британець Макміллан показали, що каталізаторами хімічних реакцій здатні виступати органічні молекули. Це явище і назвали «органокаталізом». До того науці були відомі лише два типи каталізаторів: метали і ферменти (ензими). Речовини, які дослідили Ліст і Макміллан, не належали ні до тих, ні до інших. 

Органічні каталізатори мають стабільну структуру з атомів карбону, до яких можуть приєднуватися більш активні групи. Вони часто містять поширені елементи, так як нітроген, оксиген, сульфур або фосфор. Це означає, що вони є дешевими у виробництві та екологічно чистими. 

Швидке поширення органічних каталізаторів пов’язують з їх здатністю керувати асиметричним каталізом (тому органокаталіз і назвали «асиметричним») – це коли під час побудови молекул можуть утворюватися дві молекули, які є ніби дзеркальним відображенням одна одної, як права і ліва рука. Хімікам, особливо у фармацевтичній галузі, часто потрібен лише один варіант. Органічні каталізатори дозволяють ефективніше контролювати ці процеси, чим приносять реальну користь людству. За таке і Нобелівської премії не шкода.

Читайте також:

Теги: Медицина
Будьте вкурсі з ПЕРШИЙ.com.ua - приєднуйтесь до наших спільнот:

Коментарі - 0

Поки немає коментарів, будьте першим, залиште свій відгук!
Loading...