نگاهی به تحقیقاتی که جوایز نوبل امسال را برای برندگانش در 3 شاخه فیزیولوژی، فیزیک و شیمی به ارمغان آوردند
رویکرد محیطزیستی جوایز علمی نوبل 2021
معروف است که میگویند جوجهها را باید آخر پاییز شمرد اما برای دانشمندان این اتفاق هر سال در اول پاییز میافتد. اواسط مهر یا اوایل اکتبر هر سال موعد اعلام برندگان مشهورترین جایزه علمی جهان، یعنی جایزه نوبل است. حتما شنیدهاید آلفرد نوبل سوئدی در سال 1274 شمسی/ ۱۸۹۵میلادی در وصیتنامه خود تصریح کردهبود تمام داراییاش برای اعطای جوایز سالانه به کسانی تعلق بگیرد که در یک سال گذشته بیشترین سود را به بشریت رساندهاند. امروزه جوایز نوبل به دانشمندان و چهرههای برتر در شش شاخه فیزیک، شیمی، فیزیولوژی (پزشکی) ادبیات، اقتصاد و صلح در طول سال اهدا میشود. معمولا سه جایزه اول را بخش علمی جوایز نوبل قلمداد میکنند که هفته گذشته برندگان امسال آن معرفی شدند. امسال رویکرد کمیته نوبل به اعطای جوایز با رویکرد محیطزیست، به ویژ در دو شاخه فیزیک و شیمی قابل توجه بود. نکتهای که میتواند موجب جلب توجه هر چه بیشتر عموم و به ویژه سیاستمداران بر تغییر رویکرد و حفظ منابع و محیطزیست زمین برای نسلهای آینده شود. فعلا برندگان این جایزه اعلام شدهاند، ولی قرار است مراسم اهدای جوایز به برندگان، طبق معمول دهم دسامبر در سالروز درگذشت آلفرد نوبل، بنیانگذار این جایزه برگزار شود. باید دید آیا امسال با فروکشکردن همهگیری بیماری کووید-19 در بسیاری از کشورها، مراسم اعطای این جایزه ارزشمند به صورت حضوری برگزار خواهد شد؟
برای رمزگشایی از فرآیند احساس گرما، سرما، فشار، درد و...در پوست
این آکادمی در توضیح بیشتر در خصوص علت اعطای این جایزه به این دو محقق صاحبنام تشریح کردهاست: «کشف این دو پژوهشگر به ما در فهم این موضوع کمک کردهاست که سرما، گرما و نیروهای مکانیکی چگونه میتوانند محرکهای عصبی موجود در بدن موجودات زنده را برانگیخته کنند. دانستن این موضوع میتواند سبب شود که دریابیم چگونه میتوانیم جهان اطراف خود را حس کنیم و با آن سازگار شویم.»
به این ترتیب نتایج مطالعات جولیوس و پاتاپوتیان توانسته توضیحی برای اینکه گرما، سرما و لمس چطور میتوانند بخشهایی از سلولها در دستگاه عصبی را تحریک و آنها را قادر به ارسال پیام عصبی خاص خود کنند، ارائه کند. در واقع آنها سازوکار درک تاثیر محرکهای خارجی روی پوست بدن از سوی اندامهای داخلی را توضیح دادهاند. کشف فرآیند تبدیل پیامهای مربوط به لمس، گرما، سرما، فشار و درد در پایانههای عصبی به جریان الکتریکی در پایانهها و رشتههای عصبی و فرآیند رمزگشایی دستگاه عصبی از این پیامها، این دو پژوهشگر را به دریافت جایزه نوبل پزشکی 2021 نائل کردهاست.
دیوید جولیوس، آمریکایی است. او ۶۵ سال دارد و استاد دانشگاه کالیفرنیاست. حوزه تخصصی مطالعات او متمرکز بر مکانیسمهای مولکولی لامسه و احساس مرتبط با درد است و پیشتر جایزه بریکترو در علوم زیستی (Breakthrough Prize) سال ۲۰۲۰ را گرفتهبود.
آردم پاتاپوتیان، زیستشناس مولکولی لبنانی - آمریکایی با والدینی ارمنیتبار است.
او اکنون ۵۴ سال دارد و در مؤسسه پژوهشی اسکریپس در ایالت کالیفرنیای آمریکا متمرکز بر مطالعه گیرندههای حسی و دمایی بدن است. خیلیها موسسه اسکریپس را مؤثرترین مؤسسه تحقیقاتی جهان لقب میدهند.
آنها دقیقا چه کشف کردهاند؟
دیوید جولیوس در مطالعات خود با استفاده از ترکیبی به نام کپسایسین (Capsaicin) که در فلفلهای تند وجود دارد و احساس سوزش را ایجاد میکند، موفق به شناسایی حسگری در پایانههای عصبی مستقر در پوست شد که نسبت به گرما واکنش میدهد. علت اینکه اگر گرما شدید باشد باعث احساس درد میشود، همین موضوع است. از سوی دیگر آردم پاتاپوتیان با استفاده از سلولهای حساس به فشار، گروهی از حسگرها را یافت که نسبت به تحریک پوست از نظر فضار و لمس واکنش میدادند.
دیوید جولیوس و همکارانش نشان دادند احساس گرما و سرما از مسیر فعالشدن یک کانال یونی جدید، شامل گروهی از پروتئینهای تراپوستهای غشای سلول، به نام «TRPV1» القا میشود. در سوی دیگر این تحقیقات، نتایج مطالعات آردم پاتاپوتیان و همکارانش نشان داد کانالهای یونی با نامهای «PIEZO1» و «PIEZO2» سبب میشوند درک کنیم چه پیامی حسی در بدن مخابره شدهاست تا بتوانیم میان سرما، گرما، درد، فشار و لمس کردن چیزی تمایز قائل شویم. البته مطالعات بیشتر نشان داد کارکرد این فرآیند فقط محدود به این حسها نیست. مثلا گیرنده گرما یا همان «TRPV1» در احساس دردهای مزمن و تنظیم دمای اعضای درونی و گیرنده فشار یا «PIEZO2» در تنظیم فرآیندهای ادرار و فشار خون نقش دارند.
به بیان ساده، اگر این مکانیسم در بدن ما کار نمیکرد، از نظر حسی ممکن بود وقتی یک نفر را در آغوش میگیریم همان پیامی به مغز ما مخابره و در مغز احساس شود که وقتی دستمان را به کتری داغ میزنیم! تمایز این دو احساس کاملا متفاوت، مرهون کارکرد همین مکانیسم پیچیده در بدن است.گفتنی است پیشتر دانشمندان میدانستند محرکهای عصبی نظیر دماو فشار، موجب فعال شدن عصبهای مختلفی در سطح پوست میشود اما مکانیسم اینکه کدام یک از مبدلهای مولکولی از چه مسیری تکانههای ناشی از محرکها را پایانههای عصبی حسی منتقل میکنند و آنها را به پیامی قابل درک برای ما ترجمه میکنند تا بتوانیم گرما و سرما و فشار و... را متوجه شویم، موضوعی ناشناختهبود.
فعلا قرار است جولیوس و پاتاپوتیان این جایزه 1/1 میلیون دلاری نوبل را بین خود تقسیم کنند. احتمالا سهم هر کدام 550هزار دلار باشد. این یعنی اگر نرخ برابری دلار امروز را در بازار 28هزار تومان فرض کنیم، به هر یک بیش از 15 میلیارد تومان خواهدرسید.
جایزه نوبل فیزیک 2021
برای کمک به فهم سامانههای پیچیده فیزیکی
آنها دقیقا چه کشف کردهاند؟
مانابه که متولد توکیو در ژاپن است، اکنون هواشناسی ۹۰ساله در دانشگاه پرینستون آمریکاست. او از نخستین پژوهشگرانی بود که با استفاده از رایانهها در مسیر شبیهسازی تغییر اقلیم گام برداشت و توانست نشان دهد بیشترشدن حجم دیاکسیدکربن در جو زمین چگونه و در چه مسیری موجب گرمشدن هوا و تشدید اثرات گرمایش جهانی میشود.
هاسلمان نیز اکنون ۸۹ سال دارد و در هامبورگ آلمان متولد شدهاست. او با مدلسازی رایانهای تحولات جوی و پژوهشهای اقلیمشناسی نشان داد افزایش دما در جو زمین با انتشار گاز دیاکسیدکربن ناشی از فعالیتهای صنعتی انسان رابطه دارد.
مطالعات جورجیو پاریزی ایتالیایی ۷۳ ساله در دانشگاه ساپینزای رم نیز عمدتا در حوزه الگوهای سامانههای کوآنتومی در مقیاس اتمی و نیز سیارهای بوده و حاصل آن به مطالعات اقلیمشناسی کمکی شایان کردهاست.
گفته میشود نیمی از جایزه 1/1میلیون دلاری نوبل فیزیک به مانابه و هسلمان تعلق میگیرد که عمدتا در مسیر ارائه مدل فیزیکی آب و هوای زمین، کمیکردن تغییرات و پیشبینی قابل اطمینان گرمایش جهانی مطالعه کردهبودند. نیمه دیگر جایزه نیز از آن پاریزی خواهدبود که موضوع اصلی تحقیقاتش که منجر به اعطای جایزه نوبل به او شد «تاثیر متقابل بینظمی و نوسانات در سیستمهای فیزیکی در اندازههای اتمی تا سیارهای» بودهاست.
جایزه نوبل شیمی 2021
برای ابداع ابزاری دقیق و جدید به منظور ساختن مولکول
مکمیلان، شیمیدان متولد اسکاتلند ۵۳ ساله است. او استاد شیمی دانشگاه پرینستون آمریکاست و تحقیقاتش متمرکز بر ساختارهای نامتقارن ارگانیک بودهاست. لیست نیز درست همسن مکمیلان بوده و ۵۳ سال دارد. وی در موسسه ماکس پلانک و دانشگاه کلن آلمان به تحقیقات خود پرداخته و روی نقش کاتالیزورها در شیمی آلی مطالعه میکند.
جالب است بدانید بنیامین لیست به اشپیگل آنلاین گفتهاست به هیچ وجه انتظار دریافت جایزه نوبل را نداشتم و کاملا غافلگیر شدم. این روزها همراه همسرم در آمستردام تعطیلات را میگذرانم. صبح چهارشنبه هفته پیش وقتی مشغول صرف صبحانه بودیم، تلفنم زنگ خورد. کسی از پشت خط پس از تبریک گفتن، میگفت برنده جایزه نوبل شدهام. واقعا فکر میکردم کسی با من شوخی میکند! اما ظاهرا واقعیت داشت!
گفتنی است مبلغ نقدی جایزه نوبل امسال حدود یک میلیون و ۱۰۰ هزار دلار است که بین لیست و مکمیلان تقسیم میشود. مراسم اهدای جوایز به برندگان، مطابق معمول دهم دسامبر در سالروز درگذشت آلفرد نوبل، بنیانگذار این جایزه برگزار خواهدشد.
آنها دقیقا چه کشف کردهاند؟
کمیته نوبل در بیانیه خود تشریح کردهاست که توسعه روش نوین ساخت مولکولهای ارگانوکاتالیز نامتقارن در کاتالیزورهای شیمی آلی با سرعت خارقالعادهای پیش رفته و شیمی را بیش از هر زمانی با محیطزیست سازگار کردهاست. از دوران دبیرستان حتما به یاد دارید که کار کاتالیزورها سرعتبخشیدن به واکنشهای شیمیایی است. امروزه کاتالیزورها کاربرد در فرآیندهای صنعتی زیادی دارند اما در برخی موارد شاهدیم که تولید و بهکارگیری برخی کاتالیزورها که حاوی فلزات سنگین هستند از نظر زیستمحیطی ایجاد آلایندگی میکند و این برای آینده صنعت و جهان نمیتواند فرآیندی در مسیر توسعه پایدار باشد.
اکنون نتیجه تلاش این محققان با استفاده از شیوه جدید میتواند به گونهای موثرتر کاتالیزورها را با استفاده از عناصر آلی نظیر کربن و هیدروژن که سبب آلودگی محیطزیست نمیشوند، تولید کند. به این ترتیب میتوان بسیاری از مواد شیمیایی - از داروهای جدید تا مولکولهای جذب نور در سلولهای خورشیدی ـ را با استفاده از این نوع کاتالیزورهای سازگار با محیطزیست تولید کرد تا به این ترتیب دانش شیمی هر چه بیشتر در مسیر سازگاری با محیطزیست به پیش برود.
-
فداکاری یک دهه نودی شجاع
-
دوری و دوستی با چربیها
-
پیشنهادهایی برای آقای رئیس
-
جهان در خاک ایران
-
به دنبال یک بودجه عملیاتی
-
یاران نوجوان مختار
-
روانی که به هم ریخت
-
رویکرد محیطزیستی جوایز علمی نوبل 2021
-
نمایش روی آب
-
ایران، کشتی و غرور ملی
-
کاش قهرمان ما باشید
-
وزیر خارجه سوریه: از گفتوگوی ایران و عربستان استقبال میکنیم