Tính ứng dụng của kỹ thuật chụp phân tử sinh học giành giải Nobel
Kỹ thuật chụp phân tử sinh học mới mang lại nhiều bước đột phá trong nghiên cứu khoa học.
Tin liên quan
- App MBBank: Xác thực khuôn mặt, an tâm chuyển tiền
Hàng triệu xe Honda CR-V và Accord bị điều tra vì lỗi phanh khẩn cấp
Các hãng xe đua nhau khuyến mại, kích cầu mua sắm dịp lễ 30/4 - 1/5
Yêu cầu gỡ bỏ các thiết bị kích sóng trên các website bán hàng, sàn TMĐT
Lỗi kẹt chân ga, Tesla triệu hồi hơn 3.000 chiếc Cybertruck 2024
Nhà khoa học Richard Henderson (trái), Joachim Frank (giữa), Jacques Dubochet (phải). Ảnh: Indian Express. |
Kỹ thuật kính hiển vi thực nghiệm điện tử đông lạnh của ba nhà khoa học Jacques Dubochet, Joachim Frank và Richard Henderson đoạt giải Nobel Hóa học 2017 mang tính ứng dụng rất cao, theo Guardian.
Kỹ thuật này cho phép các nhà khoa học nghiên cứu phân tử sinh học với độ phân giải lớn, trong đó có nghiên cứu về virus Zika và các protein liên quan đến bệnh Alzheimer. Việc chụp phân tử sinh học ở mức phân giải nguyên tử không chỉ giúp các nhà khoa học hiểu cấu trúc của chúng mà còn giúp khám phá các chu trình sinh học bằng cách ghép ảnh chụp ở nhiều thời điểm khác nhau lại.
Thông tin thu thập từ kính hiển vi thực nghiệm điện tử đông lạnh còn giúp các nhà khoa học phát triển thuốc chữa bệnh. "Kỹ thuật này được dùng để hình dung cách kháng thể ngăn chặn virus nguy hiểm, đem lại những ý tưởng mới để chế tạo thuốc", Daniel Davis, giáo sư ngành miễn dịch tại Đại học Manchester, cho biết.
Kỹ thuật mới khắc phục rất nhiều hạn chế trước đây trong nghiên cứu khoa học. Kính hiển vi cho phép con người quan sát những cấu trúc không thể thấy bằng mắt thường. Tuy nhiên, với những cấu trúc cực nhỏ, việc sử dụng tia sáng trở nên vô nghĩa vì độ dài bước sóng của chúng không đủ ngắn.
Thay vào đó, các nhà khoa học có thể dùng các chùm electron với kỹ thuật kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) hoặc phương pháp tinh thể học tia X, trong đó tia X sẽ tán xạ khi đi qua mẫu vật, tạo ra các dạng mẫu để phân tích cấu trúc phân tử.
Tuy nhiên, tinh thể học tia X phụ thuộc vào việc phân tử sinh học tạo thành những cấu trúc có trật tự. Điều này không phải lúc nào cũng xảy ra. Hơn nữa, kỹ thuật này cũng không cho phép con người quan sát cách các phân tử chuyển động. TEM cũng có nhược điểm là chùm electron đốt khô phân tử sinh học, khiến các nhà khoa học không thể nghiên cứu được cấu trúc phân tử.
Kỹ thuật kính hiển vi thực nghiệmđiện tử đông lạnh giải quyết những khó khăn này, cho phép các nhà khoa học sử dụng TEM để quan sát phân tử sinh học dưới độ phân giải cao.
Cấu trúc nguyên tử của một số phức hợp protein. Ảnh: Business Insider. |
Frank phát triển các kỹ thuật xử lý hình ảnh tinh vi để phân tách dữ liệu TEM và dựng lại hình ảnh các phân tử sinh học dạng lỏng, khi chúng chĩa ra nhiều hướng khác nhau.
Henderson cùng nhóm nghiên cứu dùng dung dịch glucose để ngăn phân tử khô kiệt, kết hợp chùm electron yếu hơn với những ảnh chụp từ nhiều góc khác nhau và dựng lên hình ảnh 3D của một protein được sắp xếp trật tự trong một màng sinh học. Sau đó, ông thành công tìm ra cấu trúc 3D ở mức phân giải nguyên tử của protein lần đầu tiên.
Dubochet tìm ra phương pháp mới để ngăn phân tử khô kiệt. Kỹ thuật của Henderson không hiệu quả với những phân tử sinh học tan trong nước, trong khi việc đông lạnh mẫu vật tạo ra các tinh thể băng, khiến hình ảnh thu được khó phân tích.
Giải pháp của Dubochet là làm lạnh mẫu vật cực nhanh, biến nước trong tế bào thành dạng thủy tinh rắn thay vì các tinh thể băng gây tổn thương cấu trúc tế bào. Nhờ đó, các mẫu vật sinh học được làm lạnh mà vẫn giữ nguyên hình dạng tự nhiên.
Nghiên cứu của ba nhà khoa học và những nỗ lực hoàn thiện kỹ thuật mới mang lại những bước phát triển vượt bậc. "Kỹ thuật kính hiển vi thực nghiệm điện tử đông lạnh giúp con người quan sát trực tiếp thế giới phân tử của tế bào", Andrea Sella, giáo sư hóa học vô cơ tại Đại học London cho biết. Một trong số những thành tựu của kỹ thuật mới là giúp làm rõ cơ chế AND được sao chép vào trong phân tử đơn ARN.
Trong tương lai, kỹ thuật mới có thể áp dụng để nghiên cứu thuốc, các thành phần trong tế bào liên quan đến việc cảm nhận cơn đau, nhiệt độ và áp suất. Các nhà khoa học cũng đang tiến hành cải thiện thêm độ phân giải.
"Kính hiển vi thực nghiệm điện tử đông lạnh là một trong số những kỹ thuật thiết yếu và quan trọng đến mức nó có thể ứng dụng trong mọi lĩnh vực sinh học, trong đó có tìm hiểu cơ thể người, các căn bệnh ở người và điều chế thuốc mới", Davis cho biết.
Tin khác
-
Tập đoàn Bảo Việt (BVH): Lợi nhuận hợp nhất Quý I/2024 tăng trưởng 13%
-
Hà Tĩnh: Hội thi nghiệp vụ Phòng cháy, chữa cháy và Cứu hộ cứu nạn tổ liên gia
-
Hội chợ OCOP Quảng Ninh – Hè 2024: Cơ hội để doanh nghiệp kết nối, quảng bá sản phẩm
-
Cam kết cho thuê mức hấp dẫn nhất thị trường, Tecco Elite City Thái Nguyên hút khách
-
Đèo Cả hợp lực phát triển hạ tầng giao thông
-
Ban nhạc 2UP – “Chúng em muốn đặt dấu ấn trên hành trình âm nhạc của mình”
Ngành sắn kỳ vọng đạt mục tiêu 2 tỷ USD vào năm 2030
(THPL) - Bộ NN&PTNT dự kiến đến năm 2030 diện tích trồng sắn áp dụng quy trình canh tác bền vững đạt 50%. Kim ngạch xuất khẩu sắn và các...26/04/2024 15:37:34Thanh Hóa: Khai mạc hội chợ giới thiệu sản phẩm OCOP, thương hiệu tiêu biểu
(THPL) – Hàng chục gian hàng với hàng trăm sản phẩm OCOP được trưng bày và giới thiệu tại Hội chợ giới thiệu sản phẩm OCOP, sản phẩm...27/04/2024 09:57:00Tập đoàn Đèo Cả tổ chức hội nghị với các đối tác chiến lược
(THPL) - Ngày 26/4/2024, tại Đà Nẵng, Tập đoàn Đèo Cả đã tổ chức Hội nghị Đèo Cả và đối tác chiến lược. Hội nghị do ông Hồ Minh...26/04/2024 13:46:00Quảng Ninh sắp thông xe kỹ thuật đường nối cầu Bến Rừng
(THPL) - Đường nối cầu Bến Rừng được khởi công từ tháng 5/2023 với quy mô đường dài 2,2 km. Tỉnh Quảng Ninh dự kiến hoàn thành tuyến và...26/04/2024 13:45:28
ĐỌC NHIỀU NHẤT
Quảng bá thương hiệu Việt
-
Nha Khoa Valis - Nơi giữ chữ tín hơn vàng
(THPL) - Trong thế giới ngày nay, việc tìm kiếm một nơi chăm sóc sức khỏe răng miệng đáng tin cậy không chỉ là một sự lựa chọn, mà là một nhu cầu cấp bách. Và giữa những lựa chọn vô số, Nha Khoa Valis không chỉ đứng vững mà còn tỏa sáng với cam kết giữ chữ tín hơn cả vàng đối với mọi khách hàng. - App MBBank: Xác thực khuôn mặt, an tâm chuyển tiền
- Cộng đồng runner ngóng chờ giải chạy VPBank Can Tho Music Night Run 2024
- Vietjet công bố đường bay mới TP. Hồ Chí Minh – Tây An (Trung Quốc)
Tôn vinh thương hiệu toàn cầu
-
Tập đoàn Bảo Việt (BVH): Lợi nhuận hợp nhất Quý I/2024 tăng trưởng 13%
(THPL) - Tập đoàn Bảo Việt công bố kết quả kinh doanh quý I năm 2024 (trước soát xét), theo đó Công ty Mẹ và các đơn vị thành viên ghi nhận mức tăng trưởng khả quan với Lợi nhuận sau thuế hợp nhất đạt 617 tỷ đồng, tăng trưởng 13%; Tổng doanh thu hợp nhất đạt 14.066 tỷ đồng, tương đương cùng kỳ năm 2023. - Văn Phú – Invest: Xây chắc nền tảng, hướng tới tương lai
- SHB năm thứ hai liên tiếp được vinh danh Ngân hàng có hoạt động tài trợ...
- Công bố thêm 1 nhà máy đạt trung hòa carbon, Vinamilk tiến nhanh trên hành trình...