Nobelprijs voor elektronenmicroscoop voor biologisch materiaal

Wetenschap Vandaag•4 okt 2017•4 minuten
Of luister de podcast via:

Over de aflevering

(©The Royal Swedish Academy of Sciences)

Zo'n honderd jaar na de uitvinding van de elektronenmicroscoop gaat de Nobelprijs voor Scheikunde naar de drie onderzoekers die er een belangrijke verbetering voor ontwikkelden. Bij de traditionele versie is het nodig dat de te onderzoeken moleculen in vacuüm liggen. Voor biomoleculen, zoals proteïnen en virussen, is dat niet geschikt. Die moeten in water zijn opgelost, want in vacuüm drogen ze uit.

Een voor de hand liggende oplossing is de moleculen in te vriezen. Maar dat werkt niet, omdat de kristallen in het bevroren water het licht breken, zodat een erg troebel beeld ontstaat.

Met een katapult

Frank en Henderson ontwikkelden elk een deel van de oplossing voor dit probleem, die uiteindelijk door Dubochet werden gecombineerd. Hierbij wordt het water zo snel bevroren dat het niet de kans krijgt kristallen te vormen. Het resultaat is bevroren water dat veel lijkt op glas. Bij de bekendmaking van de winnaars liet het Nobelcomité een foto zien van een bakje waarin het 196 graden onder nul is, waar het water met daarin de biomoleculen met een katapult in geschoten wordt - voor de snelheid.

Biologische klok

Met deze microscoop kunnen de atomen in proteïnen zichtbaar gemaakt worden, wat onder andere nuttig is voor allerhande medisch onderzoek. Onder andere de samenstelling van de eiwitten in de biologische klok zijn ermee ontrafeld door de winnaars van de Nobelprijs voor Geneeskunde. Dit type microscoop werd ook gebruikt om binnen korte tijd uit te zoeken hoe het zika-virus in elkaar zit.

De omwenteling

De microscoop geeft niet alleen een stilstaand beeld van het molecuul dat onderzocht wordt. Doordat in het water altijd heel veel kopieën zitten, die allemaal op een willekeurig moment bevroren zijn, kan ook worden achterhaald hoe het reageert met andere moleculen. Daarvoor worden de beelden van de moleculen in een soort stop-motion filmpje achter elkaar gezet. Vooral daarin zit de omwenteling waarop Frank doelde tijdens de bekendmaking van de Nobelprijswinnaars.