Нобелевскую премию по химии в 2016 году присудили «за проектирование и синтез молекулярных машин» трём ученым из разных стран, миниатюризировавшим машины и придавшим химии новое измерение

отметили
35
человек
в архиве
Лауреаты: француз Жан-Пьер Соваж (Jean-Pierre Sauvage) из Страсбургского университета, уроженец Шотландии сэр Дж. Фрейзер Стоддарт (Sir J. Fraser Stoddart) из Северо-Западного университета (штат Иллинойс, США) и Бернард Л. Феринга (Bernard L. Feringa) из Гронингенского университета (Нидерданды).

источник: pbs.twimg.com

Формулировка о награждении звучит так: «за проектирование и синтез молекулярных машин». Лауреаты этого года способствовали миниатюризации технологии, которая может иметь революционное значение. Соваж, Стоддарт и Феринга не только миниатюризировали машины, но и придали химии новое измерение.

Ученые создали молекулярные механизмы, которые могут совершать направленные движения и тем самым действовать как настоящие машины. Их можно применять прежде всего в различных сенсорах, а также в медицине.

Как говорится в пресс-релизе Королевской Шведской академии наук, первый шаг к молекулярной машине профессор Жан-Пьер Соваж сделал в 1983 году, когда он успешно соединил две кольцеобразные молекулы вместе, сформировав цепь, известную как катенан. Обычно молекулы соединяются сильными ковалентными связями, в которых атомы делятся электронами, но в этой цепи они соединены более свободной механической связью. Чтобы машина могла выполнять задачу, надо чтобы она состояла из частей, которые могут двигаться относительно друг друга. Два соединенных кольца полностью отвечают этому требованию.

Второй шаг был предпринят Фрейзером Стоддартом в 1991 году, когда он разработал ротаксан (вид молекулярной структуры). Он продел молекулярное кольцо в тонкую молекулярную ось и показал, что это кольцо может двигаться вдоль оси. На ротаксанах основаны такие разработки как молекулярный лифт, молекулярный мускул и основанный на молекуле компьютерный чип.

А Бернард Феринга был первым человеком, разработавшим молекулярный мотор. В 1999 году он получил молекулярную лопасть ротора, постоянно вращающуюся в одном направлении. Используя молекулярные моторы, он вращал стеклянный цилиндр, который был в 10 тысяч раз больше, чем мотор, также ученый разработал нанокар.

Интересно, что лауреаты-2016 не особо «светились» в различных списках фаворитов, которые каждый год появляются в преддверии «нобелевской недели».

Среди тех, кому в этом году масс-медиа прочили премию по химии, например, Джордж М. Черч и Фэн Чжан (оба работают в США) – за применение редактирования геномов CRISPR-cas9 в клетках человека и мышей.

Также в списках фаворитов фигурировал ученый из Гонконга Дэннис Ло (Дэннис Ло Юкмин) – за обнаружение бесклеточной внутриутробной ДНК в материкнской плазме, которое произвело революцию в неинвазивном пренатальном тестировании.

Назывались и имена японских ученых – Хироси Маеда и Ясухиро Мацамура (за открытие эффекта увеличенной проницаемости и задержания макромолекулярных лекарств, что является ключевой находкой для лечения раковых заболеваний).

В некоторых источниках можно было встретить имя химика Александра Спокойного, родившегося в Москве, но после переезда его семьи в Америку живущего и работающего в США. Его называют «восходящей звездой химии». К слову, единственным советским лауреатом Нобелевской премии по химии стал академик Николай Семенов в 1956 году – за разработку теории цепных реакций. Больше всего среди награжденных этой премией – ученые из США. На втором месте – немецкие ученые, на третьем – британские.

Премия по химии вполне может быть названа «самой Нобелевской из Нобелевских». Ведь человек, основавший эту награду, Альфред Нобель был именно химиком, а в Периодической системе химических элементов рядом с менделевием находится нобелий.

Решение о присуждении этой награды принимает Королевская Шведская академия наук. С 1901-го (тогда первым награжденным в области химии стал голландец Якоб Хендрик Вант-Гофф) по 2015 год Нобелевская премия по химии присуждалась 107 раз. В отличие от аналогичных наград в области физики или медицины ее чаще присваивали одному лауреату (в 63 случаях), а не нескольким сразу. При этом лишь четыре женщины становились лауреатами по химии – среди них Мари Кюри, имевшая также Нобелевскую премию по физике, и ее дочь Ирен Жолио-Кюри. Единственным человеком, получившим химического «Нобеля» дважды, стал Фредерик Сангер (1958 и 1980 гг.).

Самым же молодым награжденным оказался 35-летний Фредерик Жолио, получивший премию в 1935 году. А самым пожилым стал Джон Б. Фенн, которого Нобелевская награда «нагнала» в возрасте 85 лет.

В прошлом году нобелевскими лауреатами по химии стали Томас Линдал (Великобритания) и два ученых из США – Пол Модрич и Азиз Санчар (выходец из Турции). Награда была присуждена им за «механические исследования восстановления ДНК».
Добавил suare suare 5 Октября 2016
Комментарии участников:
suare
0
suare, 5 Октября 2016 , url
Кому вручат Нобелевскую премию по химии — 2016?

Анастасия Шартогашева Вчера в 13:30

Предсказывать, кому вручат Нобелевскую премию — дело безнадежное. Особенно в 2016 году: сайт премии сообщает, что в этом году в Каролинский институт поступило рекордное количество заявок за всю историю награды — 376. Список номинантов держится в строгом секрете, но попробовать угадать все равно хочется.

Впрочем, все это не останавливает агентство Thompson Reuters, которое ежегодно присваивает виртуальную награду «WEB OF SCIENCE 2016 CITATION LAUREATES» авторам научных работ, на которые чаще всего ссылались другие ученые. Цитируемость — главный показатель влияния в научном мире, поэтому Citation Laureates уже 39 раз стали Нобелевскими лауреатами. Поэтому незадолго до объявления лауреатов Нобелевской премии имеет смысл обратиться к наградам Thompson Reuters.

5 октября 2016 года в Стокгольме будут объявлены имена лауреатов Нобелевской премии по химии 2016 года. Альфред Нобель не подозревал, что за премию «за самое выдающееся открытие или разработку в области химии» уже к тридцатым годам станут бороться и биологи. За последние 10 лет Нобелевская премия по физике 5 раз доставалась за исследования процессов, происходящих внутри живых организмов. Среди лауреатов «WEB OF SCIENCE 2016 CITATION» в этом году вообще нет ни одного специалиста по физхимии или изучению кристалов: все три группы ученых посвятили свою жизнь молекулярной биологии.

Дадут ли премию за CRISPR?

Первыми Thompson Reuters называет имена Джорджа Черча (George Church) и Фэна Чжана (Feng Zhang) из Института Броуда в MIT — ученых, впервые применивших технику редактирования генома CRISPR-Сas9 в клетках мыши и человека.

Нобелевской премии за CRISPR ждут уже два года. В начале 2013 было доказано, что фрагменты бактериального генома, отвечающие за защиту от вирусов, и белки Cas, способные «вырезать» заданную последовательность генов из ДНК, можно использовать для редактирования геномов высших организмов. Эксперименты Чжана и Черча доказали, что белок Cas9 и гид РНК (синтетическая СRISPR РНК, в которую можно вставить практически любую последовательность генов) действительно можно использовать для точного редактирования генома человека. Тогда же началась патентно-правовая гонка за любыми технологиями, связанными с редактированием генома.

источник: popmeh.ru
Редактирование генома с помощью CRISPR-Cas9

Использование CRISPR-Сas9 обещает поистине футуристические возможности: теоретически с его помощью можно создавать организмы с заданными свойствами. В первую очередь технология рассматривается как способ лечения генетических заболеваний — гемофилии, муковисцидоза, лейкемии.

В эксперименте с человеческим эмбрионом, проведенным в 2015 году китайскими учеными, целевую мутацию удалось исправить, но побочным продуктом стало множество мутаций в других местах ДНК. В 2016 году Кэмель Халили (Kamel Khalili) из университета Филадельфии провел эксперимент по очистке генома живых клеток от гена ВИЧ.

Внеклеточная ДНК плода в плазме крови матери

Второй лауреат Thompson Reuters — Деннис Юк-мин Ло (Dennis Yuk-ming Lo). Web of Science цитирует его работы о внеклеточной ДНК плода в плазме крови матери. Обнаружение ДНК плода в материнской крови открыло для врачей абсолютно новые методики неинвазивной пренатальной диагностики. Так, пол плода уже сейчас повсеместно определяют по анализу крови беременной женщины. Кроме пола у плода можно диагностировать и заболевания.

Доставка лекарств прямо к опухоли

Третья группа номинантов премии Web of Science — японские ученые Хироши Маеда и Ясухиро Матсумура, первооткрыватели повышенной проницаемости и удержания макромолекул лекарств.

В медицине огромное значение имеет не только разработка активных веществ, но и разработка способов их доставки к нужным частям организма. Часто молекулы лекарства оказываются слишком большими для того, чтобы проникнуть из крови в отдельные органы (особую трудность представляет липидный барьер, разделяющий кровеносные сосуды и головной мозг — из-за него доставка лекарств в мозг очень осложнена, а вместе с ней и терапия заболеваний ЦНС). Маеда и Матсумура установили, что частицы определенных габаритов (наночастицы) имеют свойство накапливаться предпочтительно вблизи опухолевых клеток, чем там, где ткани здоровы.
suare
0
suare, 5 Октября 2016 , url
12:51, 5 октября 2016
Нобелевскую премию по химии присудили за синтез молекулярных машин

Лауреатами Нобелевской премии по химии стали Жан-Пьер Соваж, Бернард Феринга и Фрезер Стоддарт

источник: interfax.ru
Объявление лауреатов Нобелевской премии по химии

Нобелевскую премию по химии в 2016 году получили Жан-Пьер Соваж, Бернард Феринга и Фрезер Стоддарт с формулировкой «за проектирование и синтез молекулярных машин».

Соваж — французский химик, специализирующийся на супрамолекулярной химии. Это область химии, исследующая супрамолекулярные структуры — ансамбли, состоящие из двух и более молекул, удерживаемых вместе посредством межмолекулярных взаимодействий. Соваж стал первым химиком, синтезировавшим соединение из класса катенанов. Молекулы этих веществ состоят из двух колец, сцепленных друг с другом; такой вид связи называется топологическим, уточняет сайт N+1.

Иллюстрация растягивающейся и сжимающейся структуры молекулярной петли
источник: pbs.twimg.com

Фрезер Стоддарт — шотландский ученый, работающий сейчас в США, — расширил список соединений с подобными «нехимическими» связями, синтезировав ротаксан. Молекулы ротаксанов состоят из длинной цепочки, на которую свободно надето кольцо. Благодаря двум крупным конструкциям на концах цепочки кольцо не может «свалиться» с нее.

Созданный Стоддартом молекулярный трансфер, способный под контролем перемещаться вдоль оси
источник: pbs.twimg.com

Бернард Феринга — специалист в области молекулярной нанотехнологии и гомогенного катализа — стал первым химиком, разработавшим и синтезировавшим молекулярный мотор — молекулу, которая под действием света претерпевала структурные изменения и начинала вращаться подобно лопасти ветряка в строго заданном направлении. В 1999 году с помощью молекулярных моторов ученому удалось заставить вращаться стеклянный цилиндр в 10 тыс. раз превышавшим размер моторов.

Пример молекулярной машины с четырьмя «колесами»
источник: pbs.twimg.com

В 2015 году лауреатами Нобелевской премии в той же категории стали стали швед Томас Линдаль, работающий в Великобритании, и проводящие исследования на территории США американец Пол Модрич и ученый турецкого происхождения Азиз Санкар. Награда была присуждена им за исследование механизмов репарации ДНК — особой функции клеток, заключающейся в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, которые происходят при нормальном биосинтезе или в результате воздействия физических или химических агентов.

Нобелевскую премию в области химии в 2014 году получили американцы Эрик Бетциг и Уилльям Монер и немец Штефан Хелль за вклад в развитие флуоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения.

Ранее на этой неделе стали известны лауреаты Нобелевской премии по медицине (ее получил японский ученый Ёсинори Осуми за открытия в области аутофагии) и Нобелевской премии по физике (лауреатами стали Дэвид Таулес, Дункан Холдейн и Майкл Костерлитц за теоретические открытия в топологических фазовых переходах и топологических фазах материи".

Единственным на сегодняшний день российским Нобелевским лауреатом по химии стал в 1956 году Николай Семенов (1896-1986) вместе с англичанином Сирилом Хиншелвудом за исследования механизма химических реакций.

Следующего обладателя Нобелевской премии — лауреата премии мира — объявят в пятницу 7 октября.

Лауреаты Нобелевской премии в 2016 года получат 8 млн шведских крон (около $931 тыс.). Церемония награждения лауреатов пройдет традиционно в Стокгольме 10 декабря, в день кончины основателя Нобелевских премий — шведского предпринимателя и изобретателя Альфреда Нобеля (1833-1896).
suare
0
suare, 5 Октября 2016 , url
Нобелевскую премию по химии присудили за молекулярные машины

источник: cdn.nplus1.ru

Сегодня в Стокгольме объявили лауреатов Нобелевской премии по химии 2016 года. 108-я премия будет вручена Жан-Пьеру Соважу (Jean-Pierre Sauvage), сэру Фрейзеру Стоддарту (Sir J. Fraser Stoddart) и Бернарду Феринга (Bernard L. Feringa) с формулировкой «за проектирование и синтез молекулярных машин». Подробнее о работах лауреатов можно прочитать в пресс-релизе комитета.

Жан-Пьер Соваж разработал удобный метод для синтеза особого класса соединений — катенанов. Молекулы этих веществ состоят из двух колец, сцепленных друг с другом. Такие связи называются топологическими, или механическими. Работы Фрейзера Стоддарт расширяют список соединений с подобными «нехимическими» связями — его группа занималась синтезом и исследованием ротаксанов. Их молекулы состоят из длинной цепочки, на которую свободно надето кольцо. Благодаря двум крупным конструкциям на концах цепочки кольцо не может «свалиться» с нее. Стоддарту удалось показать, что кольцо может свободно перемещаться вдоль цепочки.

источник: cdn.nplus1.ru
Примеры катенанов (сверху) и ротаксанов (снизу)

Бернард Феринга стал первым химиком, разработавшим и синтезировавшим молекулярный мотор — молекулу, которая под действием света претерпевала структурные изменения и начинала вращаться подобно лопасти ветряка в строго заданном направлении. В 1999 году с помощью молекулярных моторов ученому удалось заставить вращаться стеклянный цилиндр, который превосходил их по размерам в 10 тысяч раз.

источник: cdn.nplus1.ru
Пример молекулярного мотора, заставляющего вращаться золотую наночастицу

Катенаны и ротаксаны также часто являются важными фрагментами современных молекулярных машин. Размещая на цепочках специальные фрагменты, способные менять свой заряд или другие свойства в результате внешних воздействий, ученые могут управлять вращением этих молекул. Так, например, были созданы «молекулярные насосы», способные переносить кольца вдоль цепей ротаксанов строго в определенном направлении. Также недавно мы сообщали о таком классе молекулярных машин, как «турникеты».

Нобелевская премия по химии 2015 года была вручена Томасу Линдалю, Полу Модричу и Азиз Санджар с формулировкой «за исследование механизмов репарации ДНК». Ученые раскрыли три важнейших механизма, позволяющих исправлять ошибки, которые возникают в ДНК под действием излучения или в ходе копирования. Это эксцизионная репарация (удаление поврежденных участков и замена их нормальными), вырезание одиночных нуклеотидов, поврежденных ультрафиолетом, и репарация ошибочно спаренных оснований. Если бы этих механизмов не существовало, ДНК не смогла бы исполнять свои основные функции носителя информации — нарушения в структуре молекулы происходят регулярно. Подробнее об этом можно прочесть в нашем материале.

Ранее на этой неделе стал известен лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине — им стал Ёсинори Осуми. Комитет отметил работы японского биолога, касающиеся исследования механизмов аутофагии. Это один из клеточных механизмов, которые позволяют организму избавляться от деградировавших или уже ненужных белков. Подробнее об этом можно прочитать в нашем материале «Нобель за самоедство».

Вчера, 4 октября, в Шведской королевской академии наук назвали имена лауреатов Нобелевской премии по физике: Дэвид Таулесс (David Thouless), Дункан Халдейн (Duncan Haldane) и Майкл Костерлиц (Michael Kosterlitz). Ученые получили премию за прорывные работы в области «топологических фазовых переходов и топологических фаз материи». Интересно, что премию мог получить и советский физик Вадим Березинский, но, к сожалению, он не дожил до вручения. Подробно о работах физиков можно прочитать в материале «Топологически защищен».

Премии будут вручены в Стокгольме в период 5–10 декабря 2016 года. Размер Нобелевской премии по химии 2016 года составил восемь миллионов шведских крон (около 60 миллионов рублей).

Владимир Королёв


Войдите или станьте участником, чтобы комментировать