مشاوره رایگان تحصیلی
منو

جایزه‌ی نوبل و تماشای جهان درون سلولی

+ 42
رأی شما
- 20

در قرن هفدهم، آنتونی ون لیوونهوک، برای نخستین بار، نور را با کمک عدسی‌ها، بر مجموعه‌ای سلولی متمرکز کرد؛ میکروسکوپ متولد شد و چشم انداز تازه‌ای در دنیای دانش پدیدار گشت.این روزها نیز جایزه‌ی نوبل به سه دانش‌مند، با فعالیت‌هایی در همین زمینه، رسیده‌است؛ این پژوهش‌گران مرزهایی را که برای وضوح تصویرهای برداشته‌شده از ساختارهای ملکول‌اندازه در سلول‌های زنده، متصور بودیم، شکسته‌اند.

کاری از :Max Planck Inst. for Biophysical Chemistry

شبکه‌ی پروتئینی درون یک سلول از یک پستاندار ( این تصویر با استفاده از تابش فلورسانتی تهیه شده است)

با تلاش‌های استفان هل، ویلیام موئرنر و اریک بتزیگ در سال‌های ۱۹۹۰ تا ۲۰۰۰، زیست‌شناسان اکنون می‌توانند توزیع و حرکت پروتئین‌ها در سلول را، در زمان واقعی، ببینند -به عنوان نمونه در پیوندگاه نورون‌ها یا در تشکیل جنین، در تخم‌مرغ‌های بارورشده و در طول تقسیم سلولی‌.

استفن جاکوبز که با روش فوق واضح در موسسه‌ی شیمی بیوفیزیکی ماکس پلانک، در گوتینگن، کار می‌کند، می‌گوید: «در مسیر دانش یک انقلاب واقعی رخ داده است؛ چراکه دیگر می‌توانیم ساختارهایی را ببینیم که هرگز نمی‌توانستیم»... یا آن طور که کمیته‌ی جایزه‌ی نوبل معتقد است، دیگر نه میکروسکوپ، که نانوسکوپ!

همان طور که ارنست آبه، فیزیک‌دان آلمانی، در سال ۱۸۷۳ دریافت، حتی اگر عدسی‌ها نیز کاملا تمیز باشند، میکروسکوپ‌های نوری هم‌چنان تصویر محوی از سلول ارائه می‌دهند. طبق قوانین فیزیک، نمی‌توان چیزهایی را که کوچک‌تر از ۲۰۰ نانومتر هستند، با نور مرئی مشاهده کرد -این مقدار تقریبا مساوی با نصف طول موج نور مرئی است؛ در واقع اجسامی که کوچک‌تر از این اندازه باشند، مانند یک لکه به نظر می‌رسند. این وضوح که حد آبه در پراشیده شدن است، برای دیدن بخش‌های درون سلول مناسب می‌باشد اما در مشاهده‌ی جزئیات درونی آن‌ها به کار نمی‌آید. میکروسکوپ‌هایی که به جای نور با الکترون کار می‌کنند، وضوح بالاتری دارند اما تنها در خلا کار می‌کنند و به همین سبب کاربردشان تنها به بررسی اجسام غیرزنده محدود می‌شود.

نمی‌توان بر حد آبه غلبه کرد؛ اما برنده‌گان جایزه‌ی نوبل امسال، پیرامون این مساله تلاش کرده و به فن‌آوری‌هایی بر پایه‌ی استفاده از فلوروفورها یا ملکول‌های فلورسانت رسیده‌اند. در این روش‌ها که در زیست‌شناسی بسیار پرکاربرد شده‌اند، فلوروفورها با لیزری با طول موج ویژه‌ای گرم شده و نور تولید می‌کنند.


ازمیان بردن مرزهای محو

ویلیام موئرنر که اکنون در دانش‌گاه استنفورد، در کالیفرنیا فعال است، در ۱۹۸۹، در هم‌کاری با مرکز تحقیقاتی آی بی ام آلمادن، در سن خوزه، در تک ملکول، تابش فلورسانت کم‌نوری مشاهده نمود. او در سال ۱۹۹۷ و در زمان فعالیت در دانش‌گاه کالیفرنیا در سن دیگو، دریافت که چگونه می‌توان تابش فلورسانتی را کنترل کرده و ملکول‌ها را مانند یک لامپ خاموش و روشن نمود. اما هم‌چنان با مشکل مشابهی روبه‌رو بود؛ تنها در شرایطی که این تک ملکول‌ها بیش از ۲۰۰ نانومتر فاصله داشتند، می‌توانست آن‌ها را تشخیص دهد.

دو سال پیش از آن، اریک بتزیگ که در آن زمان در آزمایش‌گاه بل در موری هیل، در نیوجرسی، فعال بود، پیش‌نهاد داد که اگر ملکول‌های گوناگون با رنگ‌های متفاوت بدرخشند، می‌توان با تهیه‌ی تصویرهای متوالی -که در یکی رنگ قرمز، در دومی رنگ سبز و در بعدی رنگ آبی گرفته می‌شود- وضوح را بالا برد. موئرنر نیز بر آن شد تا نشان دهد که می‌توان ملکول‌های یک‌سان را واداشت تا در زمان‌های متفاوت تابش فلورسانتی داشته باشند؛ این گونه دیدگاه بتزیگ می‌توانست به واقعیت نزدیک شود.

ده سال زمان لازم بود تا بتزیگ بتواند ادعای خود را در عمل ثابت کند. او پای‌گاه رسمی دانش را ترک کرد تا در کار و کسب موروثی‌شان در زمینه‌ی قطعات اتومبیل، در میشیگان، مشغول به کار شود. اما در سال ۲۰۰۶ در مجموعه‌ی پژوهشی جنلیا فارم، متعلق به موسسه‌ی دارویی هووارد هاگز، واقع در اشبورن، ویرجینیا، همین روش را به کار برد تا از یک پروتئین لیزوزم که با ملکول‌های فلورسانت سبز برچسب خورده بودند، تصویر فوق واضح بردارد. بنا بر گفته‌ی مارکوس سائور که در دانش‌گاه وورزبرگ، در آلمان، بر میکروسکوپ فوق واضح کار می‌کند، اکنون می‌توان با این ترفند، به وضوح ۲۰ نانومتر رسید.

زمانی که استفن هل در دانش‌گاه تورکو، در فنلاند، فعالیت می‌کرد، با کار بر حد آبه به روش متفاوتی رسید؛ این روش نیز بر پایه‌ی به کار بستن ملکول‌های فلورسانت و روشن و خاموش کردن آن‌ها، است. هل در ۱۹۹۴ پیش‌نهاد کرد تا از یک لیزر استفاده شود تا خوشه‌ای از ملکول‌های رنگی تابش فلورسانت کنند؛ سپس با لیزری دیگر که طول موج متفاوتی دارد، گروهی از آن‌ها را -با فرآیندی که آنشتاین در ۱۹۱۷ توضیح داده‌است- خاموش کنیم.

ترفند هل این است که با باریکه‌ی دومی، خطوط پیرامونی خوشه‌ای را که با باریکه‌ی نخستین روشن گشته‌است، مشخص کند تا تنها ملکول‌‌ها درون یک منطقه‌ی بسیار کوچک تابش فلورسانت کنند. بدیهی است تصویر نهایی هم‌چنان محو خواهد بود چراکه برای نور حد آبه وجود دارد؛ اما روشن است که نور تنها می‌توانسته از منطقه‌ی میانی کوچکی که باریکه‌ی دوم نقشه‌ی آن را داده‌است، آمده باشد.


دنیای سلولی

هل که اکنون با موسسه‌ی شیمی زیست‌فیزیکی ماکس پلانک در کوتینگن هم‌کاری دارد، زمانی که از پیروزی خود در دریافت جایزه‌ی نوبل آگاه شد، به این کمیته گفت: «من فکر می‌کردم که در قرن بیستم در فیزیک آن قدر اتفاق افتاده‌است که دیگر باید پدیده‌ای هم برای غلبه بر محدودیت‌های پراش یافت شده‌باشد».

بنا بر گفته‌ی توماس کلار که در دانش‌گاه ژوهانس کپلر در لینز، در اتریش، فعال و در نوشتن مقاله‌ی اثبات اصول کلی، به سال ۲۰۰۰، هم‌کار هل بوده‌است، تمام اصول مکانیک کوانتومی‌ای که هل به کار بسته، تا اواخر دهه‌ی ۱۹۲۰ توسط فیزیک‌دان‌ها کشف شده‌بوده‌اند.

زمانی که از کمیته‌ی جایزه‌ی نوبل با هل تماس گرفته شد، او در حال مطالعه‌ی یک مقاله‌ی علمی بود. او می‌گوید: «ابتدا پاراگراف را تمام کردم. سپس با هم‌سرم تماس گرفته و بعد به دیگر نزدیکان فکر کردم».

هنوز روش‌هایی که این دانش‌مندان توسعه داده‌اند، به صورت منظم استفاده نمی‌شود اما بسیاری از زیست‌شناسان برای برداشتن تصاویر فوق‌العاده از ساختارهای درون‌سلولی آن‌ها را به کار می‌بندند. هل فیلم‌هایی از یک کیسه‌، با قطر ۴۰ نانومتر، که در یک رشته‌ی عصبی حرکت می‌کند، تهیه کرده است. خیاووی ژوانگ، شیمی‌دانی در دانش‌گاه هاروارد، در کمبریج، در ماساچوست، تغییرات دل‌خواه خود را اعمال کرده‌است. نسخه‌ی او که بازسازی نوری آشوب‌ناک نامیده‌می‌شود، در مشاهده‌ی اکتین که با یک الگوی حلقه‌ای به دور آکسون می‌پیچد، به کار می‌رود. هل می‌گوید: «در آینده نسخه‌های متفاوتی از میکروسکوپ فوق واضح ایجاد خواهد شد».

psi.ir
 

+ 42
رأی شما
- 20



www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● ادامه تحصیل در مالزی
● دانشگاه های مالزی
● سعيد سيوف جهرمي
● هر آنچه می خواهید
● مجله پزشکی
● توصیه های پزشکی
● پس از باران
● انجمن علمی فیزیک پیام نور
● دانلود کامل
● سایت گردشگری آنوبانی نی
● جاویدان
● سنگ شکن
● آگهی رایگان
● ایتکا
● پزشکی
● مجله علمی
● پی سی گیمرز
● موسسه پروفسور حسابی
● میهن کمپ
● پی سی وبلاگ
● کتاب هفته
● دهکده فضایی
● ایران حافظ
● Airgo Design
● دکتر علی افضل صمدی
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
ببینید و لذت ببرید (4 پاسخ)
سقوط آزاد، پرتاب دو جسم با جرم‌های مختلف (0 پاسخ)
عملگرها و اپراتورها در ریاضیات و فیزیک (71 پاسخ)
فرود آمدن عمودی بطری آب بر روی میز (1 پاسخ)
نیوتون چگونه حرکت بیضوی زمین را ثابت کرد؟ (15 پاسخ)
لطفا یه کتاب در زمینه فیزیک بهم معرفی کنید که ترجمه کنم (8 پاسخ)
چرا نبایست با افراطی ها بحث کرد؟ (0 پاسخ)
راهی برای دوباره زیستن - بدن جدید - عمر نامحدود (25 پاسخ)
انرژی چگونه به جرم تبدیل میشود؟ (21 پاسخ)
زمین تخت گرایان (99 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (971 پاسخ)
کتاب مناسب برای کنکور (6 پاسخ)
کمبود ویتامین دی و سرطان ها (0 پاسخ)
برنامه‌ای که مرگ را پیش‌بینی می‌کند (0 پاسخ)
پایانه های باتری (3 پاسخ)
تست هوش واقعی (19 پاسخ)
سیگنال تحلیلی (0 پاسخ)
نسبیت خاص خوانی(!)،سوالات و مقالات پراکنده پیرامون نسبیت خاص (23 پاسخ)
نحوه محاسبه میدان مغناطیس یک اهنربای دائمی در فضا بچه صورتیه (2 پاسخ)
آیا هر جسمی در هر شرایطی دارای جاذبه است؟ (22 پاسخ)
نمایش کسر ثابت گرانش, سرعت نور ، عدد طلایی با توانهای 3 (5 پاسخ)
تغییرات وزن (6 پاسخ)
محاسبات مغناطیس (6 پاسخ)
تغییرات رنگ به علت زاوبه تابش (7 پاسخ)
چرا خطوط میدان الکتریکی همدیگر را قطع نمی کنند؟ (22 پاسخ)
انتشار کتاب ((نظریه ی غلظت)) در نیویورک-آمریکا (11 پاسخ)
موتور دما کوری (0 پاسخ)
ترازو جرم یک ماده را اندازه گیری می کند یا وزن آن ماده را (4 پاسخ)
تصاویر نجومی (1949 پاسخ)
فاصله زمین و خورشید چگونه باعث پدید امدن فصل‌ها می‌شود؟ (2 پاسخ)
سوال جواب بده و بپرس (494 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار رياضيات (95 پاسخ)
بازی با احتمالات (3 پاسخ)
تابش ذره باردار شتاب دار در مکانیک کوانتومی (0 پاسخ)
ایرادها و پارادوکس های نسبیت خاص (244 پاسخ)
تعریف علم فیزیک (10 پاسخ)
رساناي منزوي (3 پاسخ)
فناوری‌هایی که در سال 2018 رشد می‌کنند (0 پاسخ)
چه تعبیری از کوانتوم داشته باشیم؟ (1 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (213 پاسخ)
مشکل در بردارهای محوری (شبه بردار ها) (18 پاسخ)
4 بعد جهان؟ (36 پاسخ)
آسيب ناشي از برخورد، با انرژي مرتبط هست يا تكانه؟ (5 پاسخ)
شرايط مرزي (5 پاسخ)
ميدان تاخيري (25 پاسخ)
واپاشی هسته ای (1 پاسخ)
نتایج شگفت‌انگیز یک آزمایش برای درمان هموفیلی (0 پاسخ)
تصویر های دانشیک (81 پاسخ)
دروس آنلاین و رایگان در دانشگاه‌های برتر دنیا (2 پاسخ)
[پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت (13 پاسخ)
تعریف آماری فشار (0 پاسخ)
مفهوم تکانه (2 پاسخ)
ظرفیت خازن (3 پاسخ)
سوال مربوط به اثبات فرمول های انرژی نسبیتی (3 پاسخ)
محاسبه سرعت چرخش در حرکت دورانی یکنواخت (1 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (14 پاسخ)
مدل تکتایی برای کوارک ها به چه معناست؟ (0 پاسخ)
بررسی ناوردایی توان در نسبیت خاص (2 پاسخ)
بررسی پایستگی تکانه و انرژی (1 پاسخ)
سوال در مورد انقباض طولی (3 پاسخ)
مقالات فیزیک
پیشرفت در تکنولوژی پرتوی کششی می‌تواند انسان را در هوا معلق کند.
شناسایی نقاطی ویژه که امواج نور را در مسیرش متوقف می‌کند.
تاثیر مثبت ویتامین D3 در برابر آسیب‌های قلبی عروقی
رویدادهای نجومی اسفندماه ۱۳۹۶
فضانوردان در معرض تب فضایی هستند.
حماقت راننده‌ی کامیون، به خطوط ۲۰۰۰ ساله‌ی نازکای، آسیب جدی وارد نمود.
ثبت خاطره‌ی رشد ماهیچه‌ای، در دی‌ان‌ای انسان
بالاتر از این ساختمان سیاهی نیست!
شیوع ای‌کولای؛ آیا واقعاً باید از خوردن کاهو اجتناب کرد؟
قطعه‌ی گمشده‌ی هوش‌مصنوعی انسان‌مانند یافت شد.
کشف مجموعه‌ای از سیارات، خارج از کهکشان راه‌شیری
آیا حرکتِ قطب‌های مغناطیسیِ زمین خطر‌ناک است؟ علم پاسخ می‌دهد
تصویری جدید از کهکشان کوتوله‌ی ناشناخته
تا چه حد رفتارهای عصبی افراد مشابه دوستان‌شان است؟
ارتباط بیماری‌های قلبی و میگرن
رونمایی از دو محصول مرتبط با پروژه‌ی هایپرلوپ
ورزش هوازی می‌تواند علائم شناختی بیماری آلزایمر را بهبود ببخشد.
کشف گوری عجیب از اسکلت‌های باستانی در مکزیکوسیتی
تصویر تلسکوپ هابل از کهکشان مارپیچی NGC7331
آرزویی برای آینده‌ی خودروهای خودران
تاثیر دارویی نوعی قارچ در درمان افسردگی
موجودات فضایی از چه نیرویی استفاده می‌‌کنند؟
گرمایش اقیانوس‌ها، شاهدی بر گرمایش جهانی است.
خطر بالقوه‌ی داروهای سوزش معده
تسلا می‌خواهد کامیون‌های برقی بسازد.
نهنگ باستانی کارولینا، اسرار منشأ تغذیه فیلتری را برملا کرد.
چگونه ناسا مریخ را قابل سکونت می‌کند؟
حفاری در اعماق دریا، اکوسیستم دریایی را نابود می‌کند.
شواهد جدیدی در مورد سطح یخی سیارک وستا
خلاق بودن، کلید برتری در ارتباطات مغزی است.
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
مصرف زغال‌اخته می‌تواند ذهن شما را در سالمندی قوی کند. (0+)
ستاره‌شناسان حومه‌ی کهکشان‌های بیضوی را مطالعه می‌کنند. (0+)
هفت کشوری که با خودروهای با سوخت فسیلی خداحافظی می‌کنند. (0+)
مصرف زغال‌اخته می‌تواند ذهن شما را در سالمندی قوی کند. (0+)
شواهد جدید مبنی بر گذشته‌ی مریخ (0+)
پروژه‌ای با هدف سفر انسان به اعماق زمین (0+)
انقلابی در انرژی هم‌جوشی هسته‌ای (0+)
نقش باکتری روده در کنترل ژن‌های ما چیست؟ (0+)
۱۴ گونه ژن مرتبط با چاقی شناسایی شد. (0+)
ارتباط مواد شوینده‌ با مسمومیت در کودکان (0+)
آیا در اروپا موجود فرازمینی یافت می‌شود؟ (0+)
توت فرنگی‌ها آلوده به سموم هستند. (0+)
چندی با زمین‌تخت‌گرایان - بررسی انحنای زمین در سطح دریا (۱) (0+)
تا چه حد توجه به زنان باردار، اهمیت دارد؟ (0+)
نوشیدنی‌های الکلی چگونه به سلول‌های بنیادی آسیب می‌زنند؟ (0+)
ادامه ...