Sisukord:

Revolutsiooniline Mikroskoopiatehnikaga Saavutatakse Teaduse Kõige Tulusam Auhind
Revolutsiooniline Mikroskoopiatehnikaga Saavutatakse Teaduse Kõige Tulusam Auhind

Video: Revolutsiooniline Mikroskoopiatehnikaga Saavutatakse Teaduse Kõige Tulusam Auhind

Video: Revolutsiooniline Mikroskoopiatehnikaga Saavutatakse Teaduse Kõige Tulusam Auhind
Video: Teaduse populariseerimise auhindade üleandmine 2023, Märts
Anonim

Läbimurde auhinnad, mille väärtus on 3 miljonit USA dollarit, austavad eluteaduste, füüsika ja matemaatika edusamme.

Revolutsiooniline mikroskoopiatehnikaga saavutatakse teaduse kõige tulusam auhind
Revolutsiooniline mikroskoopiatehnikaga saavutatakse teaduse kõige tulusam auhind

Pilt võib olla väärt tuhat sõna, kuid leiutada nanomõõtmega piltide tegemise viis on väärt USA-ühendust.

"Selle peaauhinna saamine on väga rahuldust pakkuv tunne," ütleb Zhuang. "Mul oli hea meel telefonikõne vastu võtta."

"See on suurepärane uurimus," ütleb optikafüüsik ja Hollandi Utrechti ülikooli mikroskoopiaspetsialist Allard Mosk. "Zhuang aitas kaasa mitmetele tulemustele, mis tõepoolest said superlahutusega revolutsiooni bioloogilises mikroskoopias alguse." (2014. aasta Nobeli keemiaauhind anti teiste superlahutusmeetodite arendajatele.)

Tavapärase valgusmikroskoopia eraldusvõime piir - mis on proportsionaalne kasutatud optilise valguse lainepikkusega - tuvastati esmakordselt XIX sajandil ja see muudab esmapilgul võimatuks eristada objekte, mis asuvad vähem kui 200 nanomeetri kaugusel. "Kahe ruumis kattuva objekti kujutised veritsevad ühest käest, nii et kuidas need eraldada?" ütleb Zhuang. "Meie vastus STORM-iga oli nende eraldamine ajamõõtmes."

Trikk seisneb kattuvate molekulide märgistamises fotosisselülitatavate fluorestseeruvate ühenditega, mis valguse käes supeldes võivad hõõguda või mitte. Bioloogid ei saa kontrollida, millised konkreetsed molekulid fluorestseeruvad - iga kord süttivad juhuslikult erinevad molekulid.

Kui märgistatud bioloogilist proovi valgustatakse madala intensiivsusega laseriga, siis hõõgub ainult väike, juhuslik osa molekulidest, mis võimaldab teadlastel saada selle molekulide alamhulga kohta selgeid pilte, mis omakorda võimaldab täpselt määrata molekulide positsioone. Seejärel korratakse protsessi mitu korda, iga voor keskendub erinevale juhuslikule alamhulgale. Seejärel saavad bioloogid hetktõmmised kihistada tervikpildi loomiseks.

Tehnika on viinud hulga avastusteni. Nende hulgas on Zhuangi meeskond kasutanud STORM-i neuronite membraani all olevate molekulide uurimiseks ja avastanud, et tsütoskelett - raku struktuuriline raamistik - koosneb korduvatest elementidest. "See on ilus ja üllatav struktuur," ütleb Zhuang, "peaaegu nagu sõna otseses mõttes luustiku ribid, mida näete Halloweenil."

Sellest ajast alates on ta välja töötanud teise pildistamistehnika ja tema eesmärk on lõpuks luua "Google'i kaart kõigi meie keha rakkude, eriti aju rakkude kohta".

Füüsika ja matemaatika

Anti läbimurdeauhind põhifüüsika eest Charles Kane ja Jevgeni Mele Philadelphias Pennsylvania ülikoolis tehtud töö eest, mis ennustas topoloogilise isolaatorina tuntud eksootilise materjali olemasolu. Nende materjalide siseruumid on elektriisolaatorid, kuid nende pinnad juhivad elektrit. Neid saaks ühel päeval kasutada energiasäästlikumate elektroonikaseadmete valmistamiseks ja kvantarvutite valmistamiseks.

Kane meenutab, et proovis arvutada aatomipaksu süsinikmaterjali grafeeni võimalikke omadusi 2005. aastal ja ennustas teoreetiliselt, et võib tekkida vastuoluline mõju. Prognoositud mõju oli aga nii väike, et seda ei saanud grafeeniga katseliselt kinnitada ja Kane tunnistab, et loobus ideest peaaegu. "Mu peas kõlas hääl:" See on loll, "meenutab ta. Kuid hiljem kinnitasid seda mõju teised elavhõbedatelluriidi uurijad 2007. aastal ja seda on sellest ajast alates näha ka teistes materjalides. "Mul on vist hea meel, et jäin selle juurde," ütleb Kane.

"Kane ja Mele kirjutasid kondenseeritud aine füüsika põhialustest üles," ütleb Judy Cha, kes õpib topoloogilisi isolaatoreid Yale'i ülikoolis New Havenis, Connecticutis. Ta tuletab meelde, et kui materjalid avastati, oli füüsikakogukonnas õhkkonna põnevus käegakatsutav. Selle aasta teadlased leidsid ka, et üllatuslikult võib veerand materjalidest olla topoloogiliste tunnustega.

Kromosoomid ja immunoloogia

Välja kuulutati ka kolm teist eluteaduste auhinda. C. Frank Bennett Ionis Pharmaceuticals Carlsbadis Californias ja Adrian Krainer New Yorgis Cold Spring Harbouri laboris tunnustati tõhusa ravi väljatöötamist, et vaigistada geeni, mis põhjustab lastel neurodegeneratiivset seljaaju lihaste atroofiat.

Angelika Amon Cambridge'is asuva Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi ja HHMI teadlased võitsid, et teha kindlaks, kuidas ebanormaalne kromosoomide arv võib rakuparandust häirida, põhjustades tagajärgi nagu Downi sündroom või raseduse katkemine. Ja HHMI-uurija Zhijian ChenTexase ülikooli edelaosa meditsiinikeskuses Dallases pälvis auhinna DNA-tundliku ensüümi cGAS avastamise eest, mis on seotud immuun- ja autoimmuunreaktsioonide käivitamisega.

Vincent Lafforgue Prantsuse riikliku teadusnõukogu CNRS sai Prantsusmaal Grenoble'is läbimurre auhinna panuse eest Langlandsi programmi. Programmi, mida sageli nimetatakse „suureks ühendatud matemaatika teooriaks“, hõlmab programm oletuste kogumi tuletamist, mis ühendavad algebra, arvuteooria ja analüüsi kaugeleulatuvaid välju.

Läbimurde auhinnad, mille igal aastal annab välja komisjon, alustati 2012. aastal ja neid rahastavad ettevõtjad, sealhulgas Interneti-ettevõtja Juri Milner ja Facebooki juht Mark Zuckerberg. Tänavuste aastaauhindade väljakuulutamine järgnes komisjoni septembris välja kuulutatud eriauhinnale astrofüüsik Jocelyn Bell Burnellile Oxfordi ülikoolist ja Suurbritannia Durhami ülikoolist pulsarite avastamise eest.

Populaarne teemade kaupa