Nobeli preemiad 2012: rakud tagasi noorusesse ja kvantosakesed lõksu

9. okt 2012

Tiit Kändleri ülevaateid Nobeli preemiatest lugege täies mahus Eesti Päevalehe neljapäevastel teaduskülgedel. Siinne tekst on autorikaitse all ja selle avaldamine mujal on ebaseaduslik.

Füsioloogia või meditsiini alase Nobeli preemia võitsid 1933. aastal sündinud britt sir John B. Gurdon ja 1962. aastal sündinud jaapanlane Shinya Yamanaka. Otsus kuulutati välja 8. oktoobril. Teadlastel õnnestus küpsed rakud tagasi noorusesse suunata.

Raku elu kulgeb ühes suunas, seda tagasi pöörata ei saa, nii nagu inimene ei saa naasta oma noorusaja mõtetesse, tunnetesse ja olekusse. Me ütleme selle kohta, et aeg on pöördumatu – kuigi tegelikult on pöördumatu elusolendi areng. Ja ka elusraku areng. Alul, embrüos on küpsemata rakk kõigeks võimeline, pluripotentne tüvirakk. Mida päevake edasi, seda enam rakud spetsialiseeruvad, et kehas mingit kindlat ülesannet täita. Ning kui juba kord potentsiaalselt kõigeks võimeline olnud rakust saab aju närvirakk, siis tahad või ei taha – see rakk enam naharakuks ei kõlba.

Gurdon oletas lapsikult, et raku genoomis võib alles olla miski, mis annaks rakule informatsiooni, kuidas saada mingiks teist liiki rakuks kui just parasjagu ollakse. Ta katsetas oma oletust konnade peal. Võttis konna munarakust tuuma välja ja pistis selle asemele kullese sisikonnast võetud küpse, diferentseerunud raku. Ja ennäe – see manipuleeritud munarakk arenes täiesti edukalt toimivaks kloonitud kulleseks. Ning lõpuks kasvas kulles tubliks konnaks.

Tema tulemus seati kolleegide poolt suure kahtluse alla. Kuid 1995. aastal sai Gurdonist Sir Gurdon, 2004. aastal nimetas Wellcome Trust oma Rakubioloogia ja Vähiinstituudi ümber Gurdoni Instituudiks.

Shinya Yamanaka hakkas uurima embrüonaalseid tüvirakke, mida esmakordselt eraldas hiirest Martin Evans, kes oma töö eest 2007. aastal Nobeli preemia võitis. Täpsemalt hakkas Yamanaka otsima selliseid geene, mis hoiavad rakke küpsemata olekus. Neid justkui raku aega peatavaid geene, mis kodeerivad kindlaid valke, mida vajab rakk oma arenguks, sai kokku 24. Nende toodetud valke sisestas Yamanaka naharakkudesse ja tegi 2006. aastal kindlaks, et vaid nelja valgu kombinatsioon on piisav, et hiire embrüo sidekoe rakud tagasi suunata igas suunas areneda suutvateks tüvirakkudeks.

Kyoto Ülikooli iPS rakkude uurimiskeskuse direktor ja professor Yamanaka valiti eelmisel aastal Aasia 15 tipmise teadlase hulka ning teiste auhindade seas on saanud ka linuxi operatsioonisüsteemi looja Linus Torvaldsi auhinna.

Nobeli füüsikapreemia võitsid Marokos 1944. aastal sündinud Prantsuse kodanik Serge Haroche ja Milwaukees samal aastal sündinud USA kodanik David J. Wineland. Otsus kuulutati välja 9. oktoobril.

Nobeli laureaadid demonstreerisid, et individuaalseid kvantosakesi saab otseselt jälgida, ilma neid hävitamata. Üksikuid osakesi on keskkonnast raske isoleerida ja nõnda kaotavad nad oma kvantomadused niipea, kui välismaailmaga vastastikmõjustuvad. Nõnda ennustab kvantfüüsika, kuid seda ei ole võimalik jälgida otse vaid kaudsete eksperimentide läbi.

Haroche ja Wineland suutsid oma laborites mõõta ja kontrollida väga hõrku kvantolekuid, mida peeti varem võimatuks otseselt jälgida.

Wineland lõksustas elektriliselt laetud aatomeid ehk ioonid, kontrollides ja mõõtes neid footonitega. Haroche tegi vastupidist: ta kontrollis ja mõõtis lõksustatud footoneid saates läbi lõksu aatomeid.

Nende meetodid kuuluvad kvantoptikasse ning on esimesed sammud superkiirete kvantarvutite ehitamisel. Ka on nende tööde põhjal ehitatud ülitäpseid kelli, mis tulevikus võivad saada uue ajastandardi aluseks, olles nüüdsetest üle saja korra täpsemad.

Kommenteeri

Telli Teadus.ee uudiskiri