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
نظر شما :
● فارسی نویس
نام کاربری :

کلمه عبور :


 تذکر :   تنها اعضای سایت مجاز به ارسال نظر می باشند. جهت عضویت در سایت   اينجـــا   کلیک کنید.




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
چرا آهنربا چوب رو جذب نمیکنه ولی آهن رو جذب میکنه؟ (1 پاسخ)
پرسشی درباره همه ریاضیات لازم برای مطالعه فیزیک (2 پاسخ)
جهان گودل (19 پاسخ)
کاربست پدیده EVP، نظرتان چیست؟ (10 پاسخ)
علاقه به فیزیک و شناخت فیزیک (1 پاسخ)
رابطه ی فیزیک جدید و فلسفه (22 پاسخ)
عکس های فوق العاده جونو از مشتری سوالات زیادی پدید آورده (0 پاسخ)
برنامه نویسی فرترن (6 پاسخ)
آزمایش میلیکان (1 پاسخ)
مسائل تئوری دینام فارادی (0 پاسخ)
حل المسایل مکانیک آماری رایف (0 پاسخ)
گاز های بی اثر (0 پاسخ)
توزیع الکترون در اتم های آزاد (0 پاسخ)
كمك براي محاسبه فشار در يك مخزن آب (11 پاسخ)
راههای دفع مسیرامواج (2 پاسخ)
انهدام نظریه غلظت و حل شبه پارادوکس های نسبیت (46 پاسخ)
علیت و کوانتوم (3 پاسخ)
نظریه هاوکینگ و قانون بقای جرم (0 پاسخ)
انهدام نسبیت خاص و عام آلبرت اینشتین (به همراه مقالات) (356 پاسخ)
زمین تخت گرایان (33 پاسخ)
پاسخ به سوال برنامه نویسی (فرترن) (13 پاسخ)
بهترین کتاب نجومی که تابه حال خوانده اید (30 پاسخ)
تفاوت سفید و نقره ای (4 پاسخ)
فیزیک مطلق (16 پاسخ)
فیزیک مطلق و اثبات کاملا دقیق اشتباه بودن فرمول معروف انرژی (66 پاسخ)
اثبات فرمول ها در علم فیزیک (9 پاسخ)
کتاب فیزیک نوین دکتر فرمان (0 پاسخ)
تفتاوت های فیزیک کلاسیک با فیزیک کوانتومی (4 پاسخ)
تمر ینهای ابررسانایی سری (0 پاسخ)
بردار پراکندگی (0 پاسخ)
معادله موج (2 پاسخ)
پیشنهاد خرید کتاب از نمایشگاه کتاب سال 96 (7 پاسخ)
تاثیر امواج الکترومغناطیسی بر انسان؛ گزارشی از IEEE (1 پاسخ)
پیش نیاز mcnp و مونت کارلو (2 پاسخ)
جهان و امنیت سایبری در سال 2025 از نگاه مایکروسافت (0 پاسخ)
نظریه هاوکینگ، بازگشت به گذشته (0 پاسخ)
نظريه‌ي ميدان‌هاي كوانتومي Quantum Field Theory را بياموزيم (90 پاسخ)
فیزیک مطلق تحلیلگر نظریات مختلف جهانی (34 پاسخ)
نظریه ی غلظت (60 پاسخ)
تشکیل تصویر آینه محدب (1 پاسخ)
constructal law آیا ماهیت تصادفی ِ فرگشت را به چالش می کشد؟ (1 پاسخ)
تغییر دمای مواد (3 پاسخ)
احتمال سکته قلبی در گروه خونی O کمی کمتر از دیگران است (0 پاسخ)
جسم دوار (23 پاسخ)
تابش لیزر به سطح کره ماه (4 پاسخ)
مواد عايق امواج مغناطيسي (11 پاسخ)
درخواست مشاوره از دوستانی که فیزیک خوندن (43 پاسخ)
گردش زمین به دور خورشید (19 پاسخ)
کتاب های فیزیک دبیرستان دهه هفتاد (2 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (213 پاسخ)
چرخش زمین (16 پاسخ)
برگزاري اولين كارگاه كاربرد پرتوها در صنعت دانشگاه شاهرود (0 پاسخ)
تعدادی از کاربردهای فناوری های هسته ای (0 پاسخ)
هواپیما در میدان مغناطیسی (2 پاسخ)
تولید مایعی که قانون نیوتن را نقض می‌کند! (8 پاسخ)
فرایند هم فشار بر عکس فرایند هم دما است؟! (12 پاسخ)
اندازه گیری جرم و بار الکترون بدون نسبیت؟ (2 پاسخ)
جاذبه زمین (6 پاسخ)
برخورد كشسان (55 پاسخ)
کیهان و کائنات؛ فیزیک یا ریاضی؟ (10 پاسخ)
مقالات فیزیک
دریاها پلاستیکی شده‌اند
روش درمانی جدید در بیماران اسکیزوفرنی
اینستاگرام می‌گوید میزان غذای مصرف شده شما چقدر است
روشی جدید برای تولید پلیمرهای قوی‌تر
کشف سیاره‌ای اَبَرزمین و سنگی مناسب برای زندگی
مهار جمعیت دار و دسته‌ی موش‌های نیویورکی
از پروتئین‌های دایناسوری چه چیزهایی یاد می‌گیریم؟
واضح‌ترین نقشه از کف دریاهای مناطق قطبی
لکه‌ی بزرگ سرد در جو مشتری
تصاویر باکیفیت‌تر لیزری
یک گام تا تولید قرص ورزش
حالت‌هایی از تشکیل حیات فرازمینی در آزمایشگاه
آیا روزه‌داری باعث باهوش شدن ما می‌شود؟
روشی جدید، سریع و کارآمد برای عملکرد ربات‌ها
تروجان‌ها رمزگشای رازهای مریخی
تنوع زیستی در قطب‌جنوب چگونه است؟
عامل توموری سرطان تهاجمی تخمدان
تمیزی و تولید انرژی همزمان با فتوسنتز مصنوعی
شیرهای آدم‌خوار، افسانه یا واقعیت
از راه‌راه‌های ببری انسلادوس چه می‌دانید؟
ژن جدید مرتبط با سن بالا
قطعاً هابیت‌ها شبیه به «فرودو بگینز» نبوده‌اند
تجزیه‌ی پلاستیک با کرم‌های دوست‌دار طبیعت
سیارک‌ها به مریخ حیات دوباره می‌دهند
نوشابه‌های رژیمی عاملی برای سکته‌ی مغزی و زوال عقل
آبشاری خونین در قطب جنوب
داروی قروباغه‌ای آنفلوآنزا
مشکلات شخصی و اجتماعی؛ نتیجه‌ی استفاده‌ی بی‌رویه از فناوری
آیا پلیس‌ها با خودرو‌های قرمز مشکل دارند؟
لمس تکنولوژی با حسگر‌های انعطاف‌پذیر
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
بزرگترین فوران آتش‌فشانی در تاریخ بشر (0+)
کشف تخم کروکودیل‌هایی ۱۵۲ میلیون ساله (0+)
محققان تنوع ژنتیکی مؤثر در قد انسان را کشف کردند (0+)
ویروس‌هایی به قدمت ۵۰۰ میلیون سال (0+)
یک مولکول جانوری، راهی برای کارایی بهتر باتری‌ها می‌شود (0+)
شبیه‌سازی جدید از ساختار مغناطیسی طوفان‌های خورشیدی (0+)
آینده‌ی ذخیره‌سازی اطلاعات در DNA (0+)
تاثیر اختلال خواب بر سلول‌های مغز کودکان (0+)
رانش دیواره‌ی بزرگ مرجانی در ۳۰۰.۰۰۰ سال پیش (0+)
خاصیت شگفت‌انگیزی در چاپگرهای چهاربعدی (0+)
دیدگاه داروین در مورد ارگاسم زنان (0+)
سن رود آمازون مشخص شد (0+)
خطر! تنوع زیستی هاوایی در حال نابودی (0+)
تولید نوری بیشتر از ۱۰.۰۰۰ خورشید توسط بشر (0+)
آنچه که درباره اثرات قند نمی‌دانیم (0+)
ادامه ...