Nobel raku-uurijaile ja maailmavõrgustiku avardajaile

Tänavu võitsid Nobeli preemia nii keemia kui ka me­dit­sii­ni/ füsioloogia valdkonnas teadlased, kes on uurinud or­ga­­nis­mi­de rakkudes toimuvat. Internet ja digikaamerad on saa­nud teoks tänu Nobeli füüsikapreemia laureaatide tööle.

Kui Alfred Nobeli sugulased pärast mehe surma 1896. aastal tema testamendi avasid, oli pettumust ja viha palju. 94 protsenti suurest varandusest ei läinud mujale kui temanimelisse fondi, mis pidi hakkama rahastama teadlasi, kes „on eelmise aasta jooksul andnud suurima panuse inimkonna hüvanguks”. Kuigi testament kaevati kohtusse, jäeti see jõusse ja esimesed Nobeli preemiad anti välja 1901. aastal füüsikas, keemias, füsioloogias või meditsiinis ning „idealistliku tendentsiga” kirjanduses ja panuse eest rahu hüvanguks. Rootsi üldsusel läks tükk aega, et rahuneda, kuna Nobel ei eelistanud Rootsi teadlasi, vaid pidas silmas kogu teadusmaailma. Nüüdseks on teadustevahelised piirid kas siis hägustunud või vähemasti muutunud. Seepärast kostab aeg-ajalt nõudmisi, et Nobeli preemiate jagamise viisi peaks muutma. Värskema mõttevahetuse initsieeris ajakiri New Scientist, kui palus mitmel kuulsal teadlasel avaldada oma mõtteid. See küsitlus päädis teadlaste ühise kirjaga Nobeli fondi tegevdirektorile Michael Sohlmanile, kes lubas kirja ka nõukogus levitada. Kirjas arvatakse, et Nobeli preemiate süsteem on aegunud ning seetõttu ei ole nii mõnegi teadusala väljapaistval esindajal, näiteks bioloogiateoreetikutel, närviteadlastel või aju-uurijatel üldse võimalik preemiat taotleda. Kuid kirju on Nobeli fondile saadetud ennegi ja enamik neist pole nõukokku jõudnud. Küllap ei tehta muudatusi nüüdki.

Igavese elu saladus

Kui te tahate elada kaua, siis hoolitsege kingapaelte eest. Aga mitte niivõrd nende paelte eest, mis aitavad teie kingi jala otsas hoida, vaid kingapaeltena looklevate pärilikkusaine DNA ahelate eest, sest DNA ahela vastupidavus sõltub sellest, kui terved on ahela otsad, mida hoiavad telomeeri-nimelised pisikesed DNA hiid­molekuli osad.

Telomeerid on kui kingapaelte otstes olevad kaitsmed, mis hoiavad hargnemise eest, võrdles Elizabeth Blackburn, kes oli 1977. aastaks avastanud telomeeride ebahariliku loomuse, töötades pärast doktoritöö kaitsmist Cambridge’is ja Yale’i ülikoolis USA-s. Need on lihtsad, korduvad DNA järgnevused, mis kuluvad raku iga jagunemisega veidi lühemaks. Just telomeerid kaitsevad rakukromosoome liitumise või sassimineku eest, kuid nende kulumine seab rakkude ja lõppkokkuvõttes ka organismi elueale piirid. Vähirakkude telomeerid oskavad sellisest programmeeritud hävingust aga kõrvale hoida. Nüüd siis sai Blackburn koos Harvardi meditsiinikooli teadlase Jack Szostakiga ja John Hopkinsi ülikooli meditsiinikooli teadlase Carol Greideriga Nobeli preemia. Blackburn ja Szostak jõudsid telomeeri saladuseni, kui avastasid, et ühe tiikides elava üherakulise organismi telomeerid võivad kaitsta üsna kauge organismi, pärmi DNA molekuli.

Nii oli selge, et nende kaitsevõime oli evolutsiooni käigus säilinud. 1984. aastal avastasid Blackburn ja Greider, et telomeeri hoiab käigus üks ensüüm, mille nad nimetasid telomeraasiks. Sellega oli lahendatud ka raku jagunemise ajal DNA paljunemise saladus. Rakkudes asuvad ka ribosoomi-nimelised organellid, mis toodavad kehale hädavajalikke valke. Kuna ribosoomid on elule väga olulised, siis on nad ka antibiootikumide põhiline märklaud. Cambridge’i ülikooli teadlane Venkatraman Ramakrishnan, Yale’i ülikooli teadlane Thomas Steitz ja Iisraeli Weizmanni teadusinstituudi teadlane Ada Yonath avastasid, kuidas ribosoom välja näeb, ning kaardistasid röntgenkristallograafia meetodil ribosoomi kõik sajad tuhanded aatomid.

Palju antibiootikumid toimivad nõnda, et blokeerivad ohtlike bakterite ribosoome – ilma ribosoomideta aga ei suuda bakterid ellu jääda. Tänavused nobelistid on loonud kolmemõõtmelised mudelid, millelt saab näha, kuidas antibiootikumid ribosoomide külge kinnituvad. Mudeleid juba kasutatakse, et luua uusi antibiootikume.

Optilise suhtlemise võimalus

Nobeli füüsikapreemiad anti tänavu ka nende leiutiste eest, mis on teinud võimalikuks interneti ja digikaamerad. Kuidas on võimalik, et maailm on punutud nii kiirelt ja tõhusalt toimivasse veebivõrgustikku? Kuidas on võimalik, et enam ei pea pistma fotokaamerasse filmi, minema seda fotosalongi ilmutama ega avastama, et enamik pilte ei oleks üldse väärinud ilmutamist? Et valguse signaale saab edasi saata läbi imepeenikeste läbipaistvate torukeste, oli teada juba poole sajandi eest. Kuid seda suudeti teha vaid 20 meetri kaugusele.

Londoni Imperiali kolledžis töötanud Charles Kao leiutas nipi, kuidas imepuhtast klaasist fiibrite kaudu saab valgus levida sadade kilomeetrite kaugusele. Praeguseks on Maa üleni optilistesse fiibritesse mähitud, need ulatuks ümber maakera 25 000 korda. Ja läbi optiliste kaablite ei saadeta ainult tekste, vaid ka digitaalseid pilte, mille tegemiseks on vaja sobilikku digitaalset sensorit.

Just sellise sensori tööpõhimõtte leiutasid 1969. USA-s Belli laboratooriumides töötanud Willard Boyle ja sealsamas tegutsenud George Smith. Lühendnimetuse CCD all tuntud laengsidestusseadis on pooljuhtseadis, mis tunneb ära valgusfootonid ja tekitab nende mõjul oma pinnal olevates tillukestes rakukestes laenguid, mille tekitatud voolu saab digiteerida. Seade polnud autoritel mõeldud fotograafiaks, vaid mäluelemendiks. Nüüd on mälu unustatud ja CCD-kaamerad toovad meile pilte nii kosmoseteleskoopidelt kui ka kodumetsast.