En revolutionerande teknik kallad kryo-elektronmikroskopi, som har tittat närmare på Zika -viruset och ett Alzheimers enzym, förtjänade forskare Jacques Dubochet, Joachim Frank och Richard Henderson Nobel Chemistry Prize på onsdagen.
Tack vare det internationella lagets "coola metod", som använder elektronstrålar för att undersöka de minsta strukturerna i celler, "Forskare kan nu frysa biomolekyler i mitten av rörelsen och visualisera processer som de aldrig tidigare har sett, "sa Nobels kemikommitté.
Detta har varit "avgörande för både den grundläggande förståelsen av livets kemi och för utvecklingen av läkemedel, "tillade det.
Den ultrakänsliga avbildningsmetoden gör att molekyler kan frysas och studeras i sin naturliga form, utan behov av färgämnen.
Det har avslöjat aldrig tidigare sett detaljer om de små proteinmaskinerna som driver alla celler.
"När forskare började misstänka att Zika-viruset orsakade epidemin av hjärnskadade nyfödda i Brasilien, de vände sig till cryo-EM (elektronmikroskopi) för att visualisera viruset, sa kommittén.
Frank, en 77-årig tyskfödd amerikan, vaknade ur sömnen när kommittén tillkännagav priset i Stockholm.
"Det finns så många andra upptäckter varje dag, Jag var på ett sätt mållös, "sa Frank, en biokemiprofessor vid Columbia University i New York. "Det är underbara nyheter."
Under 1900 -talets första hälft, biomolekyler - proteiner, DNA och RNA - var terra incognita på kartan över biokemi.
Eftersom den kraftfulla elektronstrålen förstör biologiskt material, elektronmikroskop ansågs länge vara användbara endast för att studera död materia.
En skärm visar bilderna av Jacques Dubochet - från universitetet i Lausanne, Schweiz, Joachim Frank från Columbia University, USA och Richard Henderson, från MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, i England, som har tilldelats Nobelpriset i kemi 2017, under en presskonferens, vid Kungliga vetenskapsakademien i Stockholm, Onsdag, 4 oktober 2017. Nobelpriset för kemi belönar forskare för stora framsteg när det gäller att studera de oändliga bitar av material som är livets byggstenar. (Claudio Bresciani/TT News Agency via AP)
Teparty
Men Henderson, en 72-årig britt, använde ett elektronmikroskop 1990 för att generera en tredimensionell bild av ett protein vid atomupplösning, en banbrytande upptäckt som bevisade teknikens potential.
Frank gjorde det sedan allmänt användbart genom att utveckla en metod mellan 1975 och 1986 för att förvandla elektronmikroskopets suddiga tvådimensionella bilder till skarpa, 3D-kompositer.
Schweiziska nationella Dubochet, tillsatt vatten.
Nu 75, han upptäckte på 1980 -talet hur man kyler vatten så snabbt att det stelnar i flytande form runt ett biologiskt prov, så att molekylerna kan behålla sin naturliga form.
Elektronmikroskopets varje mutter och bult har optimerats sedan dessa upptäckter.
Den nödvändiga atomupplösningen nåddes 2013, och forskare "kan nu rutinmässigt producera tredimensionella strukturer av biomolekyler, "enligt Nobelkommittén.
"Ett vetenskapligt pris är en tvetydig sak, det lyfter fram en individ när vi ska lyfta fram en kollektiv insats, men jag är inte ensam, "Dubochet berättade för en presskonferens i Lausanne efter prisutdelningen.
Hedersbiofysikprofessorn noterades inte bara för sin ödmjukhet, men också hans humor.
På hans CV, Dubochet konstaterar att han "blev tänkt av optimistiska föräldrar" 1941, och quips att lida av dyslexi tillät honom att vara "dålig på allt".
Trion kommer att dela prispengarna på nio miljoner svenska kronor (cirka 1,1 miljoner dollar eller 943, 100 euro).
"Normalt vad jag skulle göra om jag var i Cambridge, vi kommer att ha en fest runt te-tid i labbet men jag förväntar oss att vi ska ha det imorgon istället, "sa Henderson, som arbetar på MRC Laboratory of Molecular Biology.
Joachim Frank, vid Columbia University, kramas av sin fru Carol Saginaw, i deras lägenhet i New York, Onsdag, 4 oktober 2017. Frank delar årets Nobelkemipris med två andra forskare för att utveckla en metod för att generera tredimensionella bilder av livets molekyler. (AP Photo/Richard Drew)
'Resolution revolution'
Meddelandet hyllades av det vetenskapliga samfundet och observatörer runt om i världen.
John Savill, professor och VD vid det brittiska regeringsfinansierade Medical Research Council, sade elektronmikroskopi har gjort det möjligt för forskare att undersöka sjukdomsmolekyler på nära håll.
Den användes, till exempel, att sammanställa en detaljerad identikit för ett enzym som är inblandat i Alzheimers.
"Att bestämma strukturen hos proteiner hos människor är avgörande för att förstå hur de interagerar i kroppen och utveckla bättre läkemedel mot sjukdomar, "Sa Savill i ett uttalande.
Dave Stuart, strukturbiologiprofessor vid Oxford University, beskrev tekniken som en "upplösningsrevolution" som har gjort det möjligt för forskare "att i detalj se livets strukturer".
Det kan också användas för att undersöka proteiner som startar immunsystemets attack mot inkräktarvirus.
För John Hardy, en neurovetenskapsprofessor vid University College London, kryo-elektronmikroskopi "öppnar möjligheten till rationell läkemedelsdesign".
"Och som biolog, Jag kan säga att bilderna är vackra, " han lade till.
Nobel litteraturpris tillkännages på torsdag kl. 1100 GMT.
***
Kungliga Vetenskapsakademien har beslutat att tilldela Nobelpriset i kemi 2017 till
Jacques Dubochet, University of Lausanne, Schweiz
Joachim Frank, Columbia University, New York, USA
och
Richard Henderson, MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, Storbritannien
"för att utveckla kryo-elektronmikroskopi för högupplöst strukturbestämning av biomolekyler i lösning"
Från vänster, Sara Snogerup Linse, ordförande i Nobelkommittén i kemi, Goran K. Hansson, sekreterare vid Royal Academy of Sciences, och Peter Brzezinski, medlem i Nobelkommittén, sitta under en presskonferens när de meddelar - Jacques Dubochet - från universitetet i Lausanne, Schweiz, Joachim Frank från Columbia University, USA och Richard Henderson, från MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, i England som vinnare av Nobelpriset i kemi 2017, vid Kungliga vetenskapsakademien i Stockholm, Onsdag, 4 oktober 2017. Nobelpriset för kemi belönar forskare för stora framsteg när det gäller att studera de oändliga bitar av material som är livets byggstenar. (Claudio Bresciani/TT News Agency via AP)
Cool mikroskopteknologi revolutionerar biokemin
Vi kan snart få detaljerade bilder av livets komplexa maskiner i atomupplösning. Nobelpriset i kemi 2017 tilldelas Jacques Dubochet, Joachim Frank och Richard Henderson för utvecklingen av kryo-elektronmikroskopi, som både förenklar och förbättrar avbildningen av biomolekyler. Denna metod har flyttat biokemin in i en ny era.
På denna bild som släpptes av University of Lausanne, Schweiz, Jacques Dubochet, kemiprofessor vid University of Lausanne (UNIL), poserar på sitt kontor, i Lausanne, Schweiz, 2006. Tre forskare baserade i USA, Storbritannien och Schweiz vann Nobelpriset i kemi onsdagen den 4 oktober, 2017 för utvecklingen inom elektronmikroskopi. Priset på 9 miljoner kronor (1,1 miljoner dollar) delas av Jacques Dubochet från University of Lausanne, Joachim Frank vid New York Columbia University och Richard Henderson från MRC Laboratory of Molecular Biology i Cambridge, Storbritannien. (University of Lausanne/Keystone via AP)
En bild är en nyckel till förståelse. Vetenskapliga genombrott bygger ofta på framgångsrik visualisering av föremål som är osynliga för det mänskliga ögat. Dock, biokemiska kartor har länge fyllts med tomma utrymmen eftersom den tillgängliga tekniken har haft svårt att skapa bilder av mycket av livets molekylära maskiner. Kryo-elektronmikroskopi förändrar allt detta. Forskare kan nu frysa biomolekyler mitt i rörelsen och visualisera processer som de aldrig tidigare har sett, som är avgörande för både den grundläggande förståelsen för livets kemi och för utvecklingen av läkemedel.
Elektronmikroskop trodde länge att de endast var lämpliga för avbildning av död materia, eftersom den kraftfulla elektronstrålen förstör biologiskt material. Men 1990, Richard Henderson lyckades använda ett elektronmikroskop för att generera en tredimensionell bild av ett protein vid atomupplösning. Detta genombrott bevisade teknikens potential.
Jacques Dubochet, University of Lausanne, en av Nobelprisvinnarna i kemi 2017 talar under en presskonferens vid universitetet i Lausanne, Unil, i Lausanne Schweiz, Onsdag, 4 oktober 2017. Tre forskare baserade i USA, Storbritannien och Schweiz vann Nobelpriset i kemi på onsdagen för utvecklingen inom elektronmikroskopi. Priset på 9 miljoner kronor (1,1 miljoner dollar) delas av Jacques Dubochet från University of Lausanne, Joachim Frank vid New York Columbia University och Richard Henderson från MRC Laboratory of Molecular Biology i Cambridge, Storbritannien. (Jean-Christophe Bott/Keystone via AP)
Joachim Frank gjorde tekniken allmänt tillämplig. Mellan 1975 och 1986 utvecklade han en bildbehandlingsmetod där elektronmikroskopets suddiga tvådimensionella bilder analyseras och slås samman för att avslöja en skarp tredimensionell struktur.
Jacques Dubochet tillsatte vatten till elektronmikroskopi. Flytande vatten avdunstar i elektronmikroskopets vakuum, vilket får biomolekylerna att kollapsa. I början av 1980 -talet Dubochet lyckades förglasa vatten - han kylde vatten så snabbt att det stelnade i sin flytande form runt ett biologiskt prov, så att biomolekylerna kan behålla sin naturliga form även i vakuum.
Efter dessa upptäckter, elektronmikroskopets varje mutter och bult har optimerats. Den önskade atomupplösningen nåddes 2013, och forskare kan nu rutinmässigt producera tredimensionella strukturer av biomolekyler. Under de senaste åren, vetenskaplig litteratur har fyllts med bilder av allt från proteiner som orsakar antibiotikaresistens, till ytan av Zika -viruset. Biokemin står nu inför en explosiv utveckling och är redo för en spännande framtid.
Jacques Dubochet, höger, University of Lausanne, en av Nobelprisvinnarna i kemi 2017 talar bredvid Nouria Hernandez, vänster, Rektor för UNIL efter presskonferens vid Universitetet i Lausanne, UNIL, Schweiz, Onsdag, 4 oktober 2017. Tre forskare baserade i USA, Storbritannien och Schweiz vann Nobelpriset i kemi på onsdagen för utvecklingen inom elektronmikroskopi. Priset på 9 miljoner kronor (1,1 miljoner dollar) delas av Jacques Dubochet från University of Lausanne, Joachim Frank vid New York Columbia University och Richard Henderson från MRC Laboratory of Molecular Biology i Cambridge, Storbritannien. (Jean-Christophe Bott/Keystone via AP)
De senaste vinnarna av Nobels kemipris
Här är en lista över vinnare av Nobelkemi under de senaste 10 åren, inklusive årets utmärkelse på onsdagen till tre forskare för utvecklingen av kryo-elektronmikroskopi:
2017:Jacques Dubochet (Schweiz), Joachim Frank (USA) och Richard Henderson (Storbritannien), för kryo-elektronmikroskopi, en metod för att avbilda små, frysta molekyler.
2016:Jean-Pierre Sauvage (Frankrike), Fraser Stoddart (Storbritannien) och Bernard Feringa (Nederländerna) för utveckling av molekylära maskiner, världens minsta maskiner.
2015:Tomas Lindahl (Sverige), Paul Modrich (USA) och Aziz Sancar (Turkiet-USA) för arbete med hur celler reparerar skadat DNA.
2014:Eric Betzig (USA), William Moerner (USA) och Stefan Hell (Tyskland) för utveckling av superhögupplöst fluorescensmikroskopi.
2013:Martin Karplus (USA-Österrike), Michael Levitt (USA-Storbritannien) och Arieh Warshel (USA-Israel) för att ta fram datormodeller för att simulera kemiska processer.
2012:Robert Lefkowitz (USA) och Brian Kobilka (USA) för studier av G-proteinkopplade cellreceptorer.
2011:Daniel Shechtman (Israel) för upptäckten av kvasikristaller.
2010:Richard Heck (USA) och Ei-ichi Negishi och Akira Suzuki (Japan) för arbete med palladiumkatalyserade korskopplingar i organisk syntes.
2009:Venkatraman Ramakrishnan och Thomas Steitz (USA), Ada Yonath (Israel) för studier av strukturen och funktionen av ribosommolekylmaskinen i celler.
2008:Osamu Shimomura (Japan), Martin Chalfie och Roger Tsien (USA) för upptäckten och utvecklingen av det gröna fluorescerande proteinet, GFP, används som spårämne i laboratorietester.
© 2017 Associated Press. Alla rättigheter förbehållna.
