Нобелова седмица

С обявяването в шведската столица Стокхолм на наградата за физиология или медицина на 2 октомври започна Нобеловата седмица. Ден след това бе обявен носителят на наградата за физика, а на 4 октомври станаха известни и отличените в областта на химията. На 5 октомври ще научим името на лауреата в областта на литературата, а в петък ще бъде обявен Нобелът за мир. Седмицата ще завърши на 9 октомври, когато ще бъде съобщено името и на лауреата за икономика.
Отличието във всяка от категориите може да бъде присъдено най-много на трима изследователи. Наградата се състои от златен медал, диплом и парична премия, която тази година е увеличeна с един милион до 11 милиона шведски крони (малко над 946 000 евро) и се поделя между отличените.
Церемониите по връчването на отличията се провеждат по традиция през декември в Стокхолм и Осло.
Между 1901 и 2022 г. наградите са присъдени 615 пъти. Като се вземат предвид някои лауреати, които са награждавани повече от веднъж, в момента в списъка има 954 души и 27 организации според официалния уебсайт (без повторните награди – 959 души и 30 организации). Сред получателите 61 са жени.

РНК пробивът при ваксините

Тазгодишната Нобелова награда за физиология или медицина печелят унгарката Каталин Карико и американецът Дрю Уайсман. Тя им се присъжда от Кралския Каролински медицински институт за откритията им, свързани с модификации на нуклеотидни бази, които позволяват разработването на иРНК ваксини срещу COVID-19.
Изследванията на двамата лауреати са от жизненоважно значение за разработването на иРНК ваксините през пандемията, започнала в началото на 2020 г.

„Чрез новаторските си трудове, променили фундаментално разбирането ни как иРНК взаимодейства с нашата имунна система, Карико и Уайсман допринасят за безпрецедентно бързото разработване на ваксина през една от най-опасните за хората пандемии в наши дни“, каза Томас Пърлман – генерален секретар на Нобеловия комитет.

Производството на ваксини, базирани на цели вируси, протеини и вектори, изисква широкомащабна клетъчна култура. Този изискващ ресурси процес ограничава възможностите за бързо производство на ваксини в отговор на епидемии и пандемии. Поради тази причина изследователите отдавна се опитват да разработят технологии за ваксини, които не зависят от клетъчна култура.

В нашите клетки генетичната информация, кодирана в ДНК, се прехвърля към информационна РНК (иРНК), която се използва като шаблон за производство на протеини. През 80-те години на миналия век са въведени ефективни методи за производство на иРНК без клетъчна култура, наречени инвитро (in vitro) транскрипция. Тази решителна стъпка ускори развитието на приложенията на молекулярната биология в няколко области.

Появяват се и идеи за използване на иРНК технологии за ваксини и терапевтични цели, но те са изправени пред препятствия. Инвитро транскрибираната иРНК се счита за нестабилна и трудна за доставяне, което изисква разработването на усъвършенствани носещи липидни системи за капсулиране на иРНК. Освен това произведената инвитро иРНК предизвиква възпалителни реакции. Поради тази причина ентусиазмът за разработване на иРНК технология за клинични цели първоначално е сдържан.

Тези пречки не обезкуражават унгарската биохимичка Каталин Карико, която се е посветила на разработването на методи за използване на иРНК за терапия. В началото на 90-те години на миналия век, когато е асистент в Университета на Пенсилвания, Карико остава вярна на идеята си за реализиране на иРНК като терапевтично средство, въпреки че среща трудности да убеди финансиращите научни изследвания в значимостта на своя проект.

Нов колега на Каталин Карико в Университета е имунологът Дрю Вайсман. Той се интересува от дендритни клетки, които имат важни функции в имунното наблюдение и активирането на предизвиканите от ваксината имунни отговори. Подхранено от нови идеи, между двамата скоро започва плодотворно сътрудничество, фокусирано върху това как различните видове РНК взаимодействат с имунната система.

Да придадеш цвят на нанотехнологиите

Мунги Бавенди, Люис Брус и Алексей Екимов

Американските учени Мунги Бавенди (Масачузетски технологичен институт) и Люис Брус (Колумбийски университет) и работещият в САЩ руснак Алексей Екимов (Nanocrystals Technology Inc., Ню Йорк) получиха Нобеловата награда за химия за 2023 г. Кралската шведска академия на науките присъди престижното отличие на тримата учени „за откриването и синтеза на квантовите точки“.

Всеки, който изучава химия, знае, че свойствата на даден елемент се определят от това колко електрона има той. Когато обаче материята се свие до наноразмери, възникват квантови явления, които се управляват от размера на материята. Мунги Бавенди, Луис Брус и Алексей Екимов успяват да създадат частици, които са толкова малки, че свойствата им се определят от квантови явления. Частиците, наречени квантови точки, сега са от голямо значение за нанотехнологиите.

„Тези малки частици имат уникални свойства и днес разпространяват светлината си от тв екрани и LED лампи. Те катализират химически реакции. Тяхната ясна светлина може да освети туморната тъкан за хирурга, който да я отстрани“, според Кралската шведска академия на науките. „Квантовите точки притежават много очарователни и необичайни свойства. Важното е, че те имат различни цветове в зависимост от размера си“, коментира Йохан Аквист – председател на Нобеловия комитет по химия.
Квантовите точки понастоящем осветяват монитори и екрани, базирани на QLED технология. Биохимици и лекари ги използват за картографиране на биологични тъкани. Изследователите вярват, че в бъдеще те могат да допринесат за гъвкава електроника, миниатюрни сензори, по-тънки слънчеви клетки и криптирана квантова комуникация.

Врата към света на електроните

Нобеловата награда за физика за 2023 г. си поделят американецът от френски произход Пиер Агостини, унгарско-австрийският учен Ференц Краус и французойката Ан Л’Юийе. Кралската шведска академия на науките присъжда престижното отличие на тримата за „експериментални методи, които произвеждат атосекундни светлинни импулси за изследване на движението на електрони в материята“.
Атосекунда е единица за време, която се равнява на една квинтилионна част от секундата. Тя е толкова кратка, че в една секунда има толкова атосекунди, колкото са секундите от раждането на Вселената.
Експериментите на тримата Нобелови лауреати произвеждат толкова кратки светлинни импулси, че се измерват в атосекунди. По този начин те демонстрират, че въпросните импулси могат да се използват за изобразяване на процеси вътре в атоми и молекули.

Приносът на лауреатите позволява да бъдат изследвани процеси, които са толкова бързи, че преди това проследяването им е било невъзможно.
„Вече можем да отворим вратата към света на електроните. Атосекундната физика ни дава възможност да разберем механизми, които се управляват от електрони. Следващата стъпка ще бъде тяхното използване“, каза Ева Олсон – председател на Нобеловия комитет по физика.
Постиженията на тримата Нобелови лауреати могат да намерят приложение в редица области. В електрониката например е важно да се разбере и контролира как се държат електроните в даден материал. Атосекундните импулси могат да се използват и за идентифициране на различни молекули – например в медицинската диагностика.