PREMIO NOBEL

Premio Nobel per la chimica 2017

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La struttura e il comportamento delle molecole biologiche, da qualche anno sono osservabili in modo efficace, grazie ai progressi della tecnica di crio-microscopia elettronica, fondamentale per la produzione di nuovi composti chimici, utilizzati in particolare nell’industria farmaceutica.
La microscopia è stata una delle tecniche più ricche di risultati scientifici dell’ultimo secolo. In sostanza, si tratta di superare i limiti d’ingrandimento della microscopia ottica, sostituendo la radiazione luminosa con un fascio di elettroni che hanno una lunghezza d’onda inferiore a quella della luce: in questo modo, è possibile anche definire le posizioni di singoli atomi.
Nonostante gli evidenti vantaggi, la microscopia elettronica aveva un limite: non poteva essere usata sui campioni biologici; per avere un’alta risoluzione serve usare un fascio potente che è in grado però di incenerire il materiale biologico; d’altra parte, con un fascio meno potente, le immagini risultano confuse. Un altro lato negativo è dovuto al fatto che la microscopia elettronica sfrutta condizioni di vuoto piuttosto spinto, in cui le biomolecole si degradano.
Dagli anni ’70 in avanti, la ricerca è riuscita a superare alcuni ostacoli usando delle soluzioni di glucosio per prevenire la disidratazione dei campioni, non consentendo però di esaminare molecole biologiche idrosolubili. Dagli anni ’80 i ricercatori hanno iniziato ad usare l’acqua allo stato solido sfruttando tecniche di congelamento rapido per evitare la formazione di cristalli di ghiaccio che riescono a deviare i fasci di elettroni; questa era la base della crio-microscopia elettronica.
I progressi dagli anni ’90 ad oggi, sono valsi a Jacques Dubochet, Joachim Frank e Richard Henderson il Premio Nobel per la Chimica di questo anno. Con nuove metodiche di rilevazione degli elettroni, la risoluzione è arrivata alla scala del singolo atomo. In questo modo, la crio-microscopia elettronica permette di ottenere diverse istantanee di processi chimici che si svolgono alle scale atomiche e nell’arco di frazioni di miliardesimi di secondo.

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