Naukowe Nagrody Nobla 2019

Jeżeli chcielibyście przeczytać o laureatach najbardziej prestiżowej nagrody naukowej oraz o ich badaniach w bardzo przystępny sposób – ten post jest dla Was!

Jak co roku październik przechodzi moje najśmielsze oczekiwania, jeśli chodzi o ilość rzeczy do zrobienia, wyjazdów i zajętych weekendów. W tym miesiącu rozpoczęłam dwumiesięczny staż w innym laboratorium. Na nieszczęście znajduje się ono tylko dwa budynki dalej od mojego, co oznacza, iż PI oczekuje ode mnie zasuwania „po godzinach” u mnie w labie robiąc jakieś mini (lub midi, albo nawet maxi) eksperymenty. Dodatkowo angażuję swoją energię w wiele innych przedsięwzięć i z rozpaczą przestałam regularnie biegać i pływać. Godziny otwarcia pływalni nie pasują do moich godzin pracy (kto otwiera basen o 10siątej rano, a zamyka o 17stej?!). Jest już całkowicie ciemno zarówno kiedy wychodzę z domu jak i kiedy do niego wracam, więc bieganie na dłuższe dystanse też muszę sobie podarować. Dlatego już tradycyjnie z lekkim opóźnieniem prezentuję dziś przed Wami post o naukowych laureatach Nagrody Nobla. Zaparzcie sobie herbatkę z imbirem na obolałe gardło i zapraszam do lektury!

Zanim zacznę – wprawdzie mój post miał być o naukowych nagrodach, ale pękam z dumy od dnia ogłoszenia wyników Literackiej Nagrody Nobla za 2018 rok, która trafiła do Olgi Tokarczuk! Serdecznie gratuluję Oldze i nam – wszystkim Polakom tego sukcesu! A do krytykujących pisarkę mam prośbę – doceniajmy się nawzajem i artystów za warsztat pisarski i głoszone ideologie, a nie za poglądy polityczne. Wolność słowa jest najważniejszym prawem, dzięki któremu społeczeństwo wciąż się rozwija. Bez tej wolności nie bylibyśmy tu, gdzie jesteśmy – naukowo, ekonomicznie i kulturowo. My – Polacy – zaszliśmy już naprawdę daleko i nie wchodźmy w okres neo-średniowiecza. Cieszmy się sukcesami naszych!

Nagroda Nobla 2019 w dziedzinie fizyki „za wkład w zrozumienie ewolucji wszechświata oraz miejsce Ziemi w kosmosie”.

W tym połowa nagrody wędruje do Jamesa Peeblesa „za teoretyczne odkrycia w kosmologii fizycznej” a druga połowa jest podzielona pomiędzy Michaelem Mayorem, a Didierem Quelozem „ za odkrycie egzoplanety orbitującej gwiazdę typu słonecznego”. Peebles jest naukowcem, który w latach 70siątych znacznie przyczynił się do uaktualnienia teorii o tym, jak ukształtował się Wszechświat po Wielkim Wybuchu. Znany jest chociażby z pracy nad procesem przyspieszenia ekspansji wszechświata – im dalej położone są od siebie galaktyki, tym szybciej się od siebie oddalają (szczegóły są świetnie wytłumaczone o tutaj). Podczas swojego doktoratu badał mikrofalowe promieniowanie tła – astrofizycy uznają ją za pozostałość po Wielkim Wybuchu. Dodatkowo, to właśnie on swoimi obliczeniami dowiódł istnienie ciemnej materii, o której możecie posłuchać w jednym z filmików Astrofazy.

Mayor&Queloz team odkryli egzoplanetę w naszej galaktyce w 1995 roku. To osiągnięcie zapoczątkowało odkrycia kolejnych 4,000 egzoplanet w Drodze Mlecznej. Dzięki temu naukowcy są w stanie odkrywać młodsze od naszej planety i śledzić procesy fizykochemiczne na nich zachodzące. Ponadto mają teraz pełen wachlarz planet, na których potencjalnie mogłoby istnieć życie.

Nagroda Nobla 2019 w dziedzinie fizjologii lub medycyny „za odkrycia sposobów adaptacji komórek do dostępności tlenu”.

Ta nagroda była równo podzielona pomiędzy trzema naukowcami William Kaelinem, Sir Peterem Ratclifem i Gregiem Semenzą. To, że zwierzęta potrzebują tlenu aby przetrwać wie każdy, jednak nieznane były sposoby komórek na wyczuwanie oraz adaptację do zmian w poziomach dostępnego tlenu. Dlaczego piszę o tym post? To jak różne poziomy tlenu wpływają na metabolizm komórki i fizjologię organizmu jest bardzo ważne nie tylko dla sportowców lub osób cierpiących na anemię, dotyczy to również tego jak rozwija się płód i powstają nowotwory. Już w 1938 roku Nagroda Nobla powędrowała do Corneille Heymansa za odkrycie specjalnych receptorów w wewnętrznej części szyi, które wyczuwają poziom tlenu we krwi i wpływają na częstość oddechów poprzez szybką komunikację z mózgiem. Dzięki tegorocznym laureatom już wiemy, że w dodatku do tych receptorów, istnieje też inny proces fizjologiczny zachodzący podczas hipoksji (niskiego poziomu tlenu we krwi) – jest nim wzrost poziomu hormonu erytropoetyny (EPO), który prowadzi do podwyższenia produkcji czerwonych krwinek.

Semenza znalazł kompleks (grupę) protein nazwaną HIF, które pod wpływem obniżenia poziomu tlenu we krwi przyczepiają się do fragmentu DNA obok genu kodującego EPO, zwiększając jego produkcję. Krótko mówiąc: mało tlenu = więcej HIF = więcej EPO we krwi = więcej czerwonych krwinek = więcej naczyń krwionośnych. Wyżej wspomnieni naukowcy pokazali, że mechanizm reakcji na poziom tlenu zachodzi w każdej komórce, nie tylko w wątrobie, gdzie EPO jest produkowane. Dodatkowo zauważyli oni, że tlen pośredniczy w regulacji ilości wyprodukowanego EPO poprzez tajemnicze białko VHL znane z zapobiegania nowotworom.

Ostatnim puzzlem w układance jest fakt, iż VHL (w dużym uproszczeniu) niszczy HIF. Wysoka ilość tlenu = VHL niszczy pływający sobie i niczego nieświadomy HIF = EPO nie jest podrukowane. Komórki rakowe używają mechanizmu wyczuwania dostępnego tlenu do produkcji naczyń krwionośnych, dzięki czemu mogą rozwijać się w naszym ciele. Dlatego mniejsza ilość EPO w komórkach rakowych to mniejsze prawdopodobieństwo, że wytworzą one naczynia krwionośne.

Firmy farmaceutyczne ciężko pracują nad lekami odcinającymi wyczuwanie tlenu w tych komórkach, ograniczając rozbudowywanie układu krwionośnego wokół nowotworów, a odkrycia tegorocznych laureatów rzucają światło na bardziej spersonalizowane terapie.

Nagroda Nobla 2019 w dziedzinie chemii „za opracowanie baterii litowo-jonowych”.

Podobnie jak nagroda w dziedzinie medycyny, ta również została równo podzielona między trzech naukowców Johna Goodenough (świetne nazwisko dla laureata!), Stanleya Whittinghama i Akira Yoshino. Akumulator litowo-jonowy jest bardzo lekkim urządzeniem, które można wielokrotnie i szybko ładować. Służy on za baterię do większości smartfonów, laptopów i innych urządzeń przenośnych, a nawet samochodów elektrycznych. Dodatkowo umożliwia ona przechowywanie czystej energii pozyskiwanej ze słońca lub wiatru, bez potrzeby użycia paliw kopalnianych.

Wszystko zaczęło się od lat 70siątych, kiedy politycy i naukowcy zdali sobie sprawę, że ropa naftowa kiedyś może się skończyć. Wtedy jeden z laureatów zaczął badać materiały przewodzące prąd i natknął się na wysokoenergetyczny materiał na katodę – dwusiarczek tytanu, który może pomieścić w sobie jony litu. Anodą został sam metaliczny lit, który ma niesamowitą zdolność do uwalniania elektronów. Drugi z laureatów zauważył, że jeśli w katodzie zamienimy siarczan na tlenek to uzyskamy jeszcze silniejszą baterię. Ostatni z laureatów wyprodukował pierwszą, komercyjnie dostępną baterię litowo-jonową zamieniając ciężką metalową anodę na o wiele lżejszy koks naftowy. Dlaczego taki rodzaj baterii jest o wiele trwalszy? Ponieważ jest napędzany jonami litu podróżującymi pomiędzy anodą i katodą, a nie jak w innych przypadkach reakcjami chemicznymi, które z czasem zużywają elektrody.

Mam nadzieję, że chociaż część z Was czuje się dumna z siebie po przeczytaniu tego posta – otóż od teraz jesteście bardziej świadomi tego, za co naukowcy dostają Nagrodę Nobla niż większość społeczeństwa! Gratulacje 🙂