Nobelova cena za chemii 2017
Určení trojrozměrné struktury v téměř atomárním rozlišení – to je to, co dnes umožňuje kryo-elektronová mikroskopie (kryo-EM). Struktury menších objektů, jako například proteinů, mohou být získány pomocí rentgenové krystalografie či nukleární magnetickou rezonancí; nicméně struktury velkých molekulových komplexů, například virových částic nebo membránových proteinových komplexů složených ze stovek až tisíců jednotlivých podjednotek těmito přístupy získat nelze.
Metoda umožňuje pracovat s téměř nativním biologickým materiálem, který není nutné nijak fyzikálně-chemicky upravovat, a umožňuje tak zachovat jeho věrohodný obraz bez jakéhokoliv negativního ovlivnění díky jeho úpravám (barvení, sušení), které jsou při použití jiných metod nezbytné. V případě kryo EM se vzorek ve vodném roztoku zmrazí na velmi nízkou teplotu (-196°C), čímž se zamezí tvorbě krystalů a možnému poškození biologického materiálu. Po nasnímání stovek či tisíců obrázků zkoumaného objektu z nejrůznějších úhlů přichází na řadu zpracování 2D obrazu pomocí speciálních softwarů, umožňujících složit výsledný 3D obraz zkoumaného objektu.
Díky ohromnému vývoji nejen techniky, ale i oblasti zpracování dat, bylo 40 Ångstromové rozlišení, dosažitelné v devadesátých letech minulého století, posunuto na současné, téměř neuvěřitelné 3 Ångstromy. Kryo-elektronovou mikroskopií a tomografií byla získána celá řada biologických „velestruktur“ jako například struktura buněčného jaderného póru - jednoho z největších buněčných komplexů (Eibauer a kol., Nature Communications 2015), struktura buněčných transportních vezikul (Dodonova a kol., Science 2015), struktury virových částic (Schur a kol., Nature 2015, Gutsche a kol., Science 2015) či detailní struktura chromatinu (Song a kol., Science 2014). Díky těmto znalostem jsme schopni nejen pochopit funkce těchto makromolekulárních systémů, ale i využít těchto znalostí i v mnoha dalších oborech, jako jsou nanotechnologie či medicína.
Otázkou tedy je: kdy se dočkáme struktury celé buňky v atomárním rozlišení?
Tato metoda byla použita například pro zkoumání viru HIV, na kterém spolupracovali vědci z VŠCHT. Za tento výzkum nedávno obdržela doktorka Rumlová cenu předsedkyně GAČR.
Anglické medailonky oceněných na webu švédské akademie věd.
