Professor forudser flere nobelpriser baseret på elektronmikroskopi

Grafikken illustrerer, hvordan nye detektorer har forbedret datamaterialet markant. Illustration: Grafik af Martin Högborn og The Royal Swedish Academy of Science

Det var glædeligt nyt, men egentlig ikke så overraskende i forskningsverdenen, da modtagerne af årets nobelpris i kemi blev offentliggjort ved middagstid.

Nobelkomiteen hylder de tre forskere Jacques Dubochet fra Université de Lausanne i Schweiz, Joachim Frank fra Columbia University i New York og Richard Henderson fra MRC Laboratory of
Molecular Biology i Cambridge i Storbritannien for deres bidrag til udvikling af kryo-elektronmikroskopi.

Ved hjælp af teknologien kan forskere nu fryse biomolekyler midt i deres bevægelser og visualisere processer, som er afgørende for både den grundlæggende forståelse af livets kemi og udvikling af f.eks. medicin.

Læs også: Nobelprisen i kemi hylder mikroskopiteknik, der har revolutioneret biokemien

Når man kender til elektronmikroskopi, ved man, hvor revolutionerende teknologien har været, og hvor hurtigt det er gået de seneste fem-seks år, fortæller professor Poul Nissen fra Institut for Molekylærbiologi og Genetik ved Aarhus Universitet:

»Lige pludselig kom den her revolution som en flodbølge, da man fik nogle nye detektorer. Hvis man alene kigger på videnskabelige artikler, der baserer sig på kryo-elektronmikroskopi, i tidsskrifterne Nature og Science, så publiceres der artikler hver uge. Det er selvfølgelig lige her og nu, hvor der er en masse gennembrud. Men der har været store projekter i gang i måske 10-20 år, og lige med ét kan det lade sig gøre.«

Ny bølge af forskningsresultater i de kommende år

Poul Nissen forventer en ny bølge af forskningsresultater, hvor man vil se fantastisk komplekse analyser, hvor elektronmikroskopi vil være det helt centrale element.

Læs også: Opdagelsen af gravitationsbølger udløser Nobelpris i fysik

»De kommende 10-20 år vil vi helt sikkert se nye nobelpriser, der tager afsæt i at bruge den her metode til at afdække helt fundamentale spørgsmål i biologien, om hvordan molekyler finder sammen og ultimativt former den biologiske adfærd, som når to mennesker står og taler sammen; det er et samspil af en masse molekyler, og det ved vi ikke en brik om i dag. Vi ved bare, at de er der,« siger han.

Bygger bro mellem molekylernes og cellernes verden

Poul Nissen forklarer, at de nye typer detektorer betyder, at man kan få meget mere præcise data på de enkelte molekyler. Og når man så observerer tusindvis af molekyler, kan man skabe tredimensionelle rekonstruktioner af molekylerne i så høj opløsning, at man kan udarbejde atomare modeller af store molekyler.

Læs også: Døgnrytmens mekanik udløser Nobelprisen i fysiologi

Ydermere kan forskerne med elektronmikroskopi se komplekse cellulære strukturer, cellemembraner og organeller inden i cellen i meget høj opløsning.

»Og så kan man begynde at lave en afdækning af det molekylære landskab og finde ud af, hvordan molekyler arbejder sammen. På den måde kan vi bygge bro mellem molekylernes verden og cellernes verden, som igen definerer, hvordan væv og forskellige organer virker,og i sidste ende, hvordan det ligger til grund for adfærd,« forklarer Poul Nissen.

Kender prismodtagerne

Poul Nissen blev selv meget glad, da han hørte, hvem der skulle modtage nobelprisen i kemi. Han og kollegerne har gennem 20 år samarbejdet med elektronmikroskopi-folk rundt i verden, og de kender især to af prisvinderne, Joachim Frank og Richard Henderson, rigtig godt.

Læs også: Der er to storfavoritter til årets Nobelpriser og tre danske outsidere

Tilmed har Poul Nissen selv udgivet mange videnskabelige artikler sammen med Joachim Frank siden 1997. Og der er virkelig tale om pionererne inden for forskningsfeltet.

»Henderson var allerede omkring 1990 ude og forudsige, at det ultimativt ville være elektronmikroskopi, for det giver den bedste information om molekyler. Han gennemførte et meget berømt review, hvor han sammenlignede røntgenkilder, neutronkilder og elektronkilder, og sagde, at der helt klart ville være klare fordele ved elektroner. Det har også været helt tydeligt de seneste fem-seks år,« siger Poul Nissen.

»Så her anerkender Nobelkomiteen fremkomsten af kryo-elektronmikroskopi som metode og hylder nogle af de pionerer, som har været de helt centrale for, at vi er nået frem til, hvor vi er i dag,« siger Poul Nissen.

Danske kryo-elektronfaciliteter

Både Aarhus Universitet og Københavns Universitet har gennem mange år samarbejdet med de bedste kryo-elektronmikroskopilaboratorier verden over, ligesom de selv har opbygget faciliteter med elektronmikroskopi.

Netop i år har begge universiteter indviet store avancerede elektronmikroskoper i et koordineret samarbejde, som også danner rammen om et nationalt initiativ til forskningsinfrastruktur, Embion.