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
فیزیک محدودیت دارد و جادوگری نیست (18 پاسخ)
ایراد معادله پیوستگی (20 پاسخ)
تصاویر نجومی (1963 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (217 پاسخ)
محاسبه لگاریتم (41 پاسخ)
تفاوت کولن و بار بنیادی الکترون (0 پاسخ)
پيدايش كاينات (2 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (973 پاسخ)
مدل سازی سلف با حل معادلات میدان (1 پاسخ)
R به توان R (17 پاسخ)
جـنـگنـده ها و اســلحــه های بــرتــر (105 پاسخ)
بینایی انسان به صورت فریم به فریم هست یا به صورت پیوسته؟ (3 پاسخ)
با بازگشت به گذشته اصل عدم قطعیت هایزنبرگ مردود می شود (6 پاسخ)
آیا برای اشتعال صرفاً باید اکسیژن وجود داشته باشه؟ (3 پاسخ)
تبادل گراویتون بین جسم و زمین (5 پاسخ)
راکتور مینیاتوری arc (0 پاسخ)
زمین تخت گرایان (105 پاسخ)
مشاهده چرخش ماه به دور خودش (7 پاسخ)
چرا رنگ آسمان مریخ معکوس زمین است؟ (5 پاسخ)
سوال جواب بده و بپرس (498 پاسخ)
ماده تاریک (2 پاسخ)
آزمایش بمب هسته ای اخیر آمریکا (3 پاسخ)
انفجار بزرگ (32 پاسخ)
علت چیدمان مثلثی شکل برنیل (0 پاسخ)
نظریه ای جدید در پاسخ به پنج پرسش اساسی در نجوم (14 پاسخ)
وارد شدن نیرو به ذره باردار در حرکت به موازات میدان مغناطیسی (3 پاسخ)
آیا غیر قابل پیش بینی بودن در حوزه کوانتوم صحیح است؟ (1 پاسخ)
حل المسایل فیزیک نوین نوشته اوهانیان (7 پاسخ)
درخواست حل المسایل فیزیک مدرن سلز (0 پاسخ)
نورون های ذهنی (0 پاسخ)
به سه دلیل ماده تاریک وجود ندارد (0 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (217 پاسخ)
کش آمدن فضا - زمان و انرژی (6 پاسخ)
دانشمندان توضیح می‌دهند: ماده‌ی تاریک چیست؟ (1 پاسخ)
عملکرد ماده تاریک بر چرخش اجرام (30 پاسخ)
ستارگان به سه روش می توانند در مدار کهکشان ها باقی بمانند (0 پاسخ)
تغییر قوانین گرانش برای اجسام در حال حرکت با سرعت زیاد (0 پاسخ)
پتانسیل الکتریکی دو کره نا هم مرکز (0 پاسخ)
مرجع گیری برای نقاط پتانسیل (4 پاسخ)
ماهیت مغناطیس (15 پاسخ)
تفاوت رشته حالت جامد با ماده چگال (2 پاسخ)
آیا مولتی متر بدون باتری کار می کند؟ (4 پاسخ)
حدود پلانک (2 پاسخ)
بیگ بنگ چند گانه در جاهای مختلف (0 پاسخ)
لکه های خوشیدی چگونه به وجود می آیند؟ (5 پاسخ)
جسم مجازی چیست؟ (13 پاسخ)
کمیت عامل شکل ( عملیات ریاضی) (0 پاسخ)
محاسبه چگالی میدان در فاصله مشخصی از سیم پیچ (1 پاسخ)
چرا خطوط میدان الکتریکی همدیگر را قطع نمی کنند؟ (25 پاسخ)
اثبات قاون پتانسیل کیرشهف با اصل بقای انرژی (1 پاسخ)
اختلال دو قطبی (0 پاسخ)
حل یک معادله دیفرانسیل (1 پاسخ)
موتور مثلث در شش ضلعی در دایره اشکال هندسی مزارع (0 پاسخ)
نسبیت (0 پاسخ)
در زمان نمی توان سفر کرد (30 پاسخ)
نسبیت خاص خوانی(!)،سوالات و مقالات پراکنده پیرامون نسبیت خاص (31 پاسخ)
انتشار کتاب ((نظریه ی غلظت)) در نیویورک-آمریکا (21 پاسخ)
چرا قبل از بارش برف آسمان قرمز میشود؟ (30 پاسخ)
همجوشی هسته ای (4 پاسخ)
اثبآت فرمول تغییر سطح (1 پاسخ)
مقالات فیزیک
چاپ سه‌بُعدی قرنیه‌ی انسان
اخترشناسان اولین سیارک غنی از کربن در کمربند کویپر را یافتند.
یکی از رازهای ساخت مجسمه‌های جزیره‌ی ایستر فاش شد!
تاثیر چاپگرهای سه‌بُعدی بر رشد و پرورش اندام‌ها
مهم‌ترین ضرر استفاده‌ی شبانه از موبایل چیست؟
هابل کهکشانی مارپیچی از لبه را بررسی می‌کند.
دانشمندان ساز وکاری مبتنی بر لیزر برای شتاب ذره پیشنهاد داده‌اند.
تصویری خیره‌کننده از بیابانی باران‌زده!
ما‌ده‌ی زیستی جدید، قوی‌تر از فولاد و تار عنکبوت است.
مشکلی به‌نام هوش‌مصنوعی جهت‌دار؛ مایکروسافت به‌دنبال راه‌حل آن است.
وارونگی میدان مغناطیسی زمین چه زمانی رخ می‌دهد؟
چرا مردها میان‌بُرها و زن‌ها مسیرهای مستقیم را انتخاب می‌کنند؟
هفت مکان باستانی که گمان می‌شود ساخته‌ی فرازمینی‌هاست!!!
ساخت رباتی که نیروی خود را از لیزر می‌گیرد.
شناسایی رگ و ریشه‌ی سیب‌زمینی!
مهمانی خارج از منظومه‌ی شمسی؛ شناسایی سیارکی ۴.۵ میلیارد ساله
همکاری جالب دانش نانو و کشاورزی برای مبارزه با سرطان
مصرف تخم‌مرغ می‌تواند خطر ابتلا به بیماری قلبی عروقی را کاهش دهد.
چرا تنهایی برای سلامتی انسان مضر است؟
نمای نزدیک از افق رویداد سیاهچاله با کمک ابزاری به‌نام «APEX»
ترسیم نخستین نقشه‌ی بزرگ‌مقیاس از سن تحدب کهکشان راه‌شیری
ناسا با استفاده از لیزر، سردترین دمای جهان را می‌سازد!
گنجی که در حمام مصری یافت شد!
هشداری جدی درباره‌ی کلاهبردارانی با عنوان طب سنتی!
ساخت سریع‌ترین آبگرم‌کن جهان!
فوران‌های آتشفشان هاوایی خطرناک‌تر می‌شوند!
شاید پلوتو از میلیون‌ها دنباله‌دار تشکیل شده باشد!
رابطه‌ی میان گرمایش زمین و افزایش مقاومت آنتی‌بیوتیک‌ها
افزایش غلظت CFCهای مضر برای لایه‌ی اوزون
دندان‌های باستانی، شرایط تکامل انسان را فاش کرد!
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
چه کار کنیم که خواب‌هایمان را فراموش نکنیم؟ (0+)
این تصویر نویدبخش چه چیزی است؟ (0+)
حمام سونا چه فوایدی دارد؟ (0+)
آیا میکروب‌های روده‌ای، ذهن ما را کنترل می‌کنند؟ (0+)
رویداد‌های نجومی خردادماه ۱۳۹۷ (0+)
اکنون هوش‌مصنوعی شعر می‌سراید! (0+)
آخرین نظریه‌ی استیون هاوکینگ چه بود؟ (0+)
نوشیدن نوشابه تا چه حد برای زنان بادار مضر است؟ (0+)
شهر گمشده‌ی باستانی مارداما پیدا شد! (0+)
انقلاب بعدی بلاک‌چین چیست؟ (0+)
آب‌ و هوایی عجیب در سیاره‌ای فراخورشیدی (0+)
تاثیررژیم غذایی سالم برشنوایی زنان (0+)
هوش‌مصنوعی تا چه اندازه به ذهن ما کمک می‌کند؟ (0+)
چین ماه‌نوردی به نیمه‌ی پنهان ماه می‌فرستد. (0+)
اسرار برج کج پیزا کشف شد! شاید! (0+)
ادامه ...