سنتمكن قريبًا من الحصول على صور مفصلة للغاية لجزيئات الحياة بدقة ذرية، وذلك بفضل التغلب على ظاهرة تدمير المواد البيولوجية بمجرد مراقبتها، على يد ثلاثة علماء تم التعرف عليهم بالفعل في المراحل الأولى استخدام الجهاز في المختبرات
سنكون قادرين قريبًا على الحصول على صور مفصلة للغاية لجزيئات الحياة بدقة ذرية. مُنحت جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2017 لثلاثة باحثين: يواكيم فرانك من الولايات المتحدة الأمريكية، وجاك دوبوش من شونيتز، وريتشارد هندرسون من المملكة المتحدة لتطويرهم مجهرًا إلكترونيًا مبتكرًا مبردًا يعمل في نفس الوقت على تبسيط وتحسين تصوير الجزيئات الحيوية - جزيئات الكائنات الحية. حياة. وقد طورت هذه الطريقة مجال الكيمياء الحيوية إلى عصر جديد ورائع.
الصورة هي المفتاح الأساسي لفهم الإنسان. استندت الإنجازات العلمية في كثير من الحالات إلى التصور الناجح للأشياء غير المرئية للعين البشرية. ومع ذلك، لا تزال هناك فجوات كثيرة في الخرائط البيوكيميائية، وذلك بسبب أن التكنولوجيا الموجودة في هذا المجال تواجه صعوبة في إنتاج صور واضحة لجزيئات الحياة. لقد غيرت طريقة المجهر الإلكتروني بالتبريد الوضع من النهاية إلى النهاية. أصبح الباحثون الآن قادرين على تجميد الحركات الدقيقة للجزيئات الحيوية ومراقبة العمليات التي لم تكن معروفة تمامًا حتى الآن، وهي العمليات الضرورية لفهم الكيمياء الحيوية للحياة ولتطوير أدوية أكثر فعالية وتقدمًا.
لفترة طويلة، اعتقد الباحثون أن المجاهر الإلكترونية مناسبة فقط لعرض المواد الميتة، لأن شعاع الإلكترون القوي يدمر أي مادة بيولوجية حية. ومع ذلك، في عام 1990 تمكن الباحث ريتشارد هندرسون من استخدام المجهر الإلكتروني للحصول على صورة ثلاثية الأبعاد للبروتين عند مستواه الذري. وقد أظهر هذا الاختراق الإمكانات الهائلة لهذه الطريقة.
وقد جعل الباحث يواكيم فرانك الطريقة أكثر شيوعًا وأبسط. بين عامي 1975 و 1986 قام بتطوير طريقة لمعالجة الصور يتم من خلالها تحليل ودمج الصور ثنائية الأبعاد والمبهمة التي تم الحصول عليها من المجهر الإلكتروني مع الكشف عن البنية ثلاثية الأبعاد بطريقة واضحة وحادة.
أضاف جاك دوبوا الماء إلى المجهر الإلكتروني. يتبخر الماء السائل في الحجرة المفرغة المستخدمة في المجاهر الإلكترونية، وبالتالي تتفكك الجزيئات الحيوية. في أوائل الثمانينيات، نجح دوبوشا في تزجيج الماء - حيث قام بتبريد الماء بسرعة عالية بحيث أصبح مادة زجاجية صلبة حول العينة البيولوجية، مما سمح للجزيئات الحيوية بالبقاء في شكلها الأصلي وعدم التحلل، حتى في غرفة مفرغة. .
وبعد مساهمات هؤلاء الباحثين الثلاثة، تحسن مجال المجهر الإلكتروني بشكل كبير. وفي عام 2013، نجح الباحثون في تحقيق الدقة الذرية المطلوبة، واليوم أصبح باحثو الكيمياء الحيوية قادرين على إنتاج هياكل ثلاثية الأبعاد للجزيئات الحيوية بشكل روتيني ويومي. وفي السنوات التي تلت ذلك، أصبحت الأدبيات العلمية مليئة بالصور الرائعة لعدد لا يحصى من الجزيئات البيولوجية، من البروتينات المسؤولة عن مقاومة المضادات الحيوية إلى البنية التفصيلية لفيروس زيكا. بفضل مساهمة الفائزين الثلاثة بجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2017، يقف مجال الكيمياء الحيوية الآن على عتبة حقبة جديدة ورائعة، عصره قد بدأ للتو.
