تأخذك إلى أعماق الفكر

نوبل تطوير تقنية الميكرسكوب في الكيمياء .. وإكتشاف موجات الجاذبية في الفيزياء

قامت الأكادمية الملكية للسويد بالإعلان عن الفائزين بجائزة نوبل للكيمياء لهذه السنة لثلاتة رجال Joachim Frank  (الأمريكي) , Richard Henderson (البريطاني) , Jacques Dubochet (السويسري)  ، تمت مكافأتهم على قيامهم بتطوير نوع من الميكروسكوبات يسمى الميكروسكوب الإلكتروني Cryo-electron microscopy ، بطريقة تجعل الباحث العلمي قادرا على ملاحظة البروتينات الدقيقة جدا ، وكذلك مكن هذا التطوير من تحسين و تبسيط صورة الجزيئات الحيوية ، هذا ماقد يجعل الكيمياء الحيوية تنتقل لعصر جديد.

نوبل للكيمياء

وكما نعلم ، الصورة هي مفتاح الفهم . إن الإختراقات العلمية التي عرفها الإنسان منذ زمن مبنية في الأساس على تصور الأشياء الغير مرئية للعين البشرية ، ومع ذلك فإن الخرائط البيوكيميائية كانت تملأها مساحات فارغة كثيرة بسبب مواجهة التكنولوجيا المتاحة صعوبات في تكوين صور للعديد من الماكينات البيوجزيئية ، لكن هذا التطوير الذي قدمه العلماء الثلاث غيّر ذلك .

لأن الباحثين الآن سيتمكنون من تثبيت الجزيئات الحيوية في منتصف حركتها ، وكذا تصوير العمليات  التي لم يسبق رؤيتها أو ربما حتى فهمها .
يعد هذا الأمر أو هذا التطوير نقطة جد حساسة في مجالي الكيمياء الحيوية والصيدلة.

وكمقارنة بسيطة ، إلى حد اليوم عند استعمال الميكروسكوب الإلكتروني كان مستحيلا ملاحظة الجزيئات الحيوية في حالات التفاعل فيما بينها .
لكن التحديث المقدم من طرف العلماء يمكن من رؤية الجزيئات في عمق تفاعلاتهم ونشاطاتهم الحيوية ، بل أيضا توضيح الذرات المكونة لهذه الجزيئات وكيف تتناسق وتندمج بعضها ببعض.

إعلان

واعتبرت المجاهر الإلكترونية مناسبة لتصوير المواد الفانية ، لأن الإشعاع القوي الناتج من هذه التقنية يقوم بتدمير المكونات الحيوية والقيام بتصوريها بعد ذلك .
لكن التحول الذي حدث ، في سنة 1990 ، تمكن العالم تيشارد هاندرسون ( أحد الفائزين الثلاث ) من تطوير مجهر الكتروني يكون صورا ثلاثية الأبعاد للبروتينات بالمقياس الذري .

كما قام جاك دوبوشت بإضافة الماء للمجهر ، لكي يتبخر داخله ، ويجعل الجزيئات تنهار ، كما أنه في أوائل الثمانينيات قام هو بتبريد الماء بسرعة كبيرة لتتجمد في هيأتها السائلة حول العينات البيولوجية ، وهذا ما جعل الجزيئات تحافظ على شكلها الطبيعي في الفراغ.

بعد هذه الإكتشافات ، وبعد هذا التحديث الذي طرأ على الميكروسب ، تم التوصل للمقياس الذري سنة 2013 ، ويمكن للعلماء الآن إنتاج جزيئات ثلاثية الأبعاد بشكل سهل واعتيادي.

العينات المبلورة :

قبل القدرة على الملاحظة  ، يتم بلورة  العينات وتجميدها في غاز ،الإيثان ethane ، في  -196° Celsius.

لا تقوم هذه التقنية المتطورة بتغيير شكل وهيأة الجزيئات ويمكن أخذ صور لها في مختلف مراحل التفاعل .

فتركيب وتجميع هذه الصور المأخوذة من التفاعل ، تمكن من تشكيل المراحل التفاعلية التي مرت بها المواد الحيوية تلك ، وجعلها في فيلم ثلاثي الأبعاد .

وبفضل هذه التقنية تم التعرف على عملية عدوى فيروس زيكا العام الماضي فتم العثور على عقار بسرعة.

نوبل للفيزياء :

توقع العالم ألبرت أينشتاين Albert Einstein ، وجود موجات الجاذبية سنة 1916 ، في ظل نظريته النسبية العامه ، منذ ذلك الحين ، تم مراقبة واستشعار وجودها ، دون أي نجاح في ترصدها .
لكن ثلاثة رجال Rainer Weiss, Barry C. Barish et Kip S تمكنوا من إدراك وكشف هذه الموجات .

صباح يوم الثلاثاء البارحة ، تمت مكافأتهم بجائزة نوبل للفيزياء لسنة 2017 ، وذلك بسبب مساهمتهم الكبيرة والحاسمة في تشغيل كاشف الجاذبية ليغو  LIGO ، ومراقبة موجات الجاذبية ، كانت هذه المساهمة خطوة كبيرة و ثورة في الفيزياء .
وكما قال أحد أعضاء لجنة نوبل ، ” لقد فتحت الآن نافذة جديدة في عالمنا”.

كان العالم يدرك منذ زمن وبشكل غير مباشر وجود هذه الموجات ، وذلك لقوة نظرية العالم المجد أينشتاين ، وكذا الأدلة والبراهين الرياضية والفيزيائية التي كانت تؤكد ذلك.

لكنها كانت المرة الأولى التي تم القيام بالتأكد والكشف عنها بشكل مباشر ، ففي مجال الفيزياء ، مفهوم موجة الجاذبية يقول أنها تشوه للزمان والمكان ( الزمكان) الناتج من منبع معين على مسافة قد تصل لملايين السنوات الضوئية ( أي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة ، وكما نعلم أن سرعة الضوء ، هي أكبر سرعة بالكون على حسب ما توصل إليه العلم إلى حد الآن ) بعيدا عن  مجرتنا أو كوكبنا.

وتم هذا الإكتشاف الغير مسبوق على الأرض من خلال تجربة ليغو التي بدأها الرجال الثلاث منذ السبعينيات وقد نجح هذا الجهاز في تشكيل الموجات التي حدثت و تكونت بسبب إندماج ثقبين أسودين .
فما هو الثقب الأسود؟

الثقب الأسود

تلك المنطقة التي تملأها الأسرار ، ويعشق الحديث عنها الفيزيائيون ، ويسعى العلم جاهدا لمعرفة واكتشاف المزيد عنها ، هي منطقة أو حيز من الفضاء كتلته كبيرة جدا ومروعة، لكن حجمه صغير جدا ، يدعى بالحجم الحرج للكتلة ، وهذا حدث فيزيائي مهم جدا ، فعند الوصول إليه تبدأ المادة بالانضغاط تحت تأثير جاذبيتها الخاصة بها ، فتسبب العكسية للإنفجار إنهيار كبيرا لهذا الحيز الذي كان نجما في الماضي ،فيصبح صغيرا أكثر وذا جاذبية جد قوية لتصبح قادرة على جذب أي شيء يمر قريبا منه مهما بلغت سرعته.

وبالإشارة أنه صباح يوم الإثنين 2 أكتوبر لهذه السنة أيضا فوز ثلاث علماء بجائزة نوبل للطب والفيسيولوجي ، لأبحاثهم واكتشافاتهم حول الجزيئات الحيوية المتدخلة في آليات الساعة البيولوجية للإنسان يمكنك الإطلاع على آلية عملها من هنا 

في حالة أعجبك المقال، ربما ستعجبك مقالات أخرى، نرشح لك

 

إعلان

هذا المقال يعبر عن رأي كاتبه، ولا يعبر بالضرورة عن سياسة المحطة.