https://bodybydarwin.com
Slider Image

Disse verktøyene hjalp forskere til å vinne Nobelprisen

2020

Hver nobelprisvinnende oppdagelse er en lang, krevende, samarbeidsprosess som krever mange års arbeid og mange sinn som jobber sammen.

Men forskere står ikke, etter ordene fra Isaac Newton, på skuldrene til giganter alene . De har også imponerende maskiner for å hjelpe dem med å se bedre, spore resultatene mer presist eller behandle data perfekt. Dette er verktøyene som gjorde det mulig for nobelprisvinnere i 2018 å gå etter gull:

Årets nobel var, med ordene til PopSci 's egen Charlie Wood, et sjeldent nikk til teknologi over grunnleggende fysikk. "De tre vinnerne - inkludert den første kvinnen som vant prisen i fysikk på 55 år - er mestre lysmanipulatorer.

Arthur Ashkin fant en måte å stoppe og holde en gjenstand i lysstrålen. (Lignende, bemerker Wood, til den fiktive Star Trek- traktorstrålen.) Ashkins veldig ekte "optiske pinsett" feller i det vesentlige ørsmå partikler eller reduserende bakterier i banen. Når laseren beveger seg, beveger tingene seg inni seg. NASA håper å bruke teknologien til å felle og analysere romstøv eller kosmiske iskrystaller.

Gérard Mourou og Donna Strickland fant i mellomtiden en måte å forsterke en laser uten å ødelegge maskinen som genererte den. Ved å strekke laseren ut med en fiberoptisk kabel og senere komprimere den sammen igjen, kunne de levere en kort konsentrert puls. De publiserte resultatene i 1985, og den "kvitre pulsforsterkningen" har blitt brukt i en rekke teknologier siden, fra å kutte metall til å korrigere synet.

For bare et halvt århundre siden er det verdt å merke seg, ingenting av dette hadde vært mulig. Mens forskere hadde eksperimentert med katodestråler og røntgenstråler og annet konsentrert lys siden slutten av 1800-tallet, ble laseren (eller "lysforsterkning ved stimulert stråleutslipp") bare oppfunnet av Theodore Maiman i 1960.

James P. Allison, en harmonikaspillende Texan, er en av to forskere som i år ble hedret for sin rolle i å bruke det menneskelige immunforsvaret for å bekjempe kreft. På 1990-tallet var han pioner for grunnlaget for immunkontrollterapi, som hjelper immunforsvaret med å registrere kreftceller, og gi kroppen en bedre sjanse til å slå tilbake.

Allisons tidlige arbeidsbenk var rudimentær etter dagens bioteknologer. Hans papir fra 1996 som beskrev en banebrytende immun "blokade", hovedsakelig navnesjekker mus, de biologiske materialene som er analysert, og kanskje en nål eller to for injeksjon. Men i dag, Mt. Sinai-onkolog Miriam Merad sier at forskere som jobber med lignende problemer har dusinvis av verktøy til disposisjon.

Merad utnytter for eksempel en pakke med "encelleteknologier som gjør at teamet hennes kan analysere en celle om gangen, i stedet for tettere, mer kompliserte vev laget av mange celler. I prosessen har forskere avdekket ny informasjon om det mest minutters celleatferd, og variasjonen mellom celler. Multiplexed bildebehandling, som lagrer mange bilder sammen for å skape visualiseringer med høyere oppløsning, er en revolusjonerende taktikk. En dag kunne 3D-gjengivelse av alt fra celler til fullblåste svulster være tilgjengelig for alle onkologer. .

I fremtiden, sier Merad, håper hun på et implanterbart apparat som kan spore en pasients immunforsvar i sanntid, uten å skade dem. For hans del satser Ilya Shmulevich, en genomikkekspert ved Institute for Systems Biology, på fremskritt ikke bare innen datainnsamling, men i ledelsen. "Faktisk er det nødvendig med bioinformatikkverktøy i dag for å integrere de enorme datamengdene som kan samles inn fra en pasient han skrev via e-post." Jeg tror vi trenger å utvikle beregningsmodeller for tumormikromiljøet slik at disse modellene kan brukes ... for å identifisere det optimale medikamentet eller kombinasjonen av medikamenter. "

En trio av forskere delte årets Nobel for kjemi for å lage nye proteiner, hvorav noen kunne forbedre helse eller bekjempe sykdom, og andre som reduserer miljøbelastningen av daglig produksjonsteknikker.

Greg Smith, som i 1985 oppfant en teknikk for å utvikle nye proteiner kalt fagdisplay, er kjent. Nå som det er vanlig i mange laboratorier, er fagvisning en prosess i mange trinn for å håndtere noen av de mest uklare materialene rundt. Men det krever bare de mest grunnleggende moderne kjemiverktøyene - eller ærlig talt, kjøkkenutstyr - rundt: vann, en spesiell tallerken og en tallerken.

Det første trinnet i fagvisningen er å sette lovende proteiner eller genetisk materiale inn i en mikrotiterplate. Det gjenkjennelige brettet med mange brønner for å utføre kjemiske analyser ble laget i 1951 av en ungarsk lege. Men det ble først populært - og masseproduserbart gjennom en form - på 1980-tallet.

Derfra legger forskere til en bakteriofag (det er et virus som invaderer bakterier) og tvinger DNA eller andre materialer til å uttrykke seg. Brusken helles i en tallerken - ja, en tallerken - og materialene som er igjen å binde. Når de vasker oppvasken i vasken på laboratoriet, skal bare de målrettede materialene være igjen på tallerkenen. Restene kan manipuleres og forstørres etter behov, alt må fortsatt sekvenseres og analyseres, og selvfølgelig trenger du dyktighet, kreativitet og lykke til å gå fra oppvask til et nytt livreddende medikament. Men de tre verktøyene, i Nobelprisutvalgets ord, dannet grunnlaget for ”en revolusjon basert på evolusjon.

Det er ikke i hodet ditt: Været er rystere, og klimaendringer er grunnen til det

Det er ikke i hodet ditt: Været er rystere, og klimaendringer er grunnen til det

Fem verktøy for grundige målinger

Fem verktøy for grundige målinger

Alt du trenger for å utnytte regn og gråvann hjemme

Alt du trenger for å utnytte regn og gråvann hjemme