Štokholme koná slávnostný ceremoniál, pri ktorom sa udeľujú diplomy čerstvým nositeľom Nobelovej ceny. Prečo sa ceny udeľujú práve 10. decembra? Je to tak preto, lebo na tento deň pripadá výročie smrti švédskeho chemika a vynálezcu Alfreda Nobela, ktorý sa preslávil najmä vynájdením dynamitu. Nobel v svojej poslednej vôli zanechal prakticky celý svoj majetok na zriadenie nadácie, z výnosov ktorej sa každý rok majú odmeňovať významné osobnosti vedy, literatúry a verejného života, ktoré svojimi dielami najvýraznejšou mierou prispeli k rozvoju fyziky, chémie, medicíny alebo fyziológie, vytvorili myšlienkovo podnetné literárne diela a svojou prácou prispeli k zachovaniu mieru. Nobelova cena sa udeľuje každý rok od roku 1901, pričom výnimkou boli vojnové roky 1940-1942, kedy sa ceny neudelili (ale aj predtým nebola v niektorých rokoch cena udelená vo všetkých odboroch). Od roku 1969 sa udeľuje aj Nobelova cena za práce v oblasti ekonómie, aj keď oficiálne sa táto cena volá Cena Švédskej banky v ekonomických vedách na pamiatku Alfreda Nobela.. Mená nositeľov Nobelovej ceny, ktorí 10. decembra dostanú originálne diplomy (nejestvujú dva graficky zhodné diplomy), zverejňuje Kráľovská švédska akadémia vied postupne od začiatku októbra. Podľa platných regulí môže byť cena v jednom odbore udelená najviac trom ľuďom. V súčasnosti sú už známe mená všetkých tohtoročných laureátov Nobelovej ceny. Povedzme si teraz trochu obšírnejšie niečo o tom, za aké objavy boli udelené tohtoročné ceny za fyziku, chémiu a medicínu resp. fyziológiu. Poznamenávame, že názvy inštitúcií, v ktorých jednotliví laureáti pracujú, zámerne ponechávame v angličtine.
Tohtoročnú Nobelovu cenu za fyziku dostali David J.Gros (pracovník Kavli Institute for Theoretical Physics, University of California), H.David Politzer (pracovník California Institute of Technology) a Frank Wilczek (pracovník Massachusetts Institute of Technology), a to "za objav asymptotickej slobody v teórii silnej interakcie." Pokúsime sa stručne (a dúfame, že aj zrozumiteľne) vysvetliť, v čom spočíva hlavný prínos tohtoročných laureátov Nobelovej ceny za fyziku. Objav tohtoročných laureátov má rozhodujúci význam pre naše pochopenie toho, ako vlastne "funguje" jedna zo základných síl v našej prírode. Ide o silu (fyzici hovoria o interakcii), ktorá takpovediac drží pokope tie najmenšie "kúsočky" hmoty, teda kvarky. Možno uviesť, že tzv. štandardný model vesmíru pozná štyri fundamentálne sily či interakcie. Prvou z nich je nám veľmi dobre známa gravitačná sila, ďalšími sú elektromagnetická interakcia (tá drží pokope protóny a elektróny v atóme), slabá interakcia (tá je zodpovedná za isté druhy rádioaktívneho rozpadu) a silná interakcia. Ako sme už spomenuli, silná interakcia je interakciou (no, laicky povedzme, že silou), pôsobiacou medzi kvarkmi. Čo sú ale kvarky? Už od 60. rokov minulého storočia je známe, že protón a neutrón nie sú až takými "elementárnymi" časticami, za aké sa dovtedy považovali. Vedci zistili, že protón a neutrón pozostávajú z ešte menších častíc, ktoré dostali názov kvark (to je poslovenčená verzia pôvodného názvu quark). Pôvodná teória rátala s existenciou troch základných kvarkov, ktoré dostali označenie u, d a s, čo sú začiatočné písmená anglických slov up (hore), down (dole) a strange (podivný). Objav ďalších a ďalších "elementárnych" častíc si však vyžiadal rozšíriť súbor kvarkov o ďalšie tri. Ide o kvarky s konvenčným označením c, t a b, čo sú opäť počiatočné písmená anglických slov charmed (veľmi šťastný), top (hore resp. horný) a bottom (dole resp. spodný). Niektorí fyzici ale pre kvarky t a b preferujú názvy truth (pravda) a beauty (krása). Kvarky sú veľmi zaujímavé častice. Veľmi zvláštne je napríklad to, že sa nikdy nepodarilo vyprodukovať voľné kvarky. Ukázalo sa totiž, že kvarky môžu existovať len v akomsi "spútanom" či "uväznenom" stave, pričom voľne môžu existovať len agregáty (súbory) dvoch alebo troch kvarkov. Ďalšou veľmi zvláštnou vlastnosťou kvarkov je to, že majú neceločíselný elektrický náboj. Elektrický náboj kvarku je buď 1/3 alebo +2/3 elektrického náboja protónu. Vedci zatiaľ nevedia vysvetliť, prečo to tak je. Navyše sa každý kvark vyznačuje špeciálnou vlastnosťou, ktorá je kvantovaná (môže mať len určitú hodnotu). Táto vlastnosť sa nazýva farebný náboj, pričom kvark môže mať červený, modrý alebo zelený farebný náboj (ide, samozrejme, o symbolické pomenovania). Agregáty kvarkov, ktoré, ako sme už spomenuli, môžu (na rozdiel od samostatných kvarkov) existovať voľne, sú farebne neutrálne. Tri kvarky, ktoré vytvárajú protón, majú rôzne farebné náboje, takže výsledný farebný náboj je biely (neutrálny). Zostávalo ale záhadou, prečo nikdy nepozorujeme samostatný, teda voľný kvark. No a práve túto záhadu objasnili svojimi prácami tohtoroční laureáti Nobelovej ceny za fyziku. V roku 1973 boli v prestížnom časopise Physical Review Letters publikované dva rozsiahle teoretické články, pričom autormi jedného z nich boli Gross a Wilczek, autorom druhého bol Politzer (Wilczek a Politzer boli vtedy ešte postgraduálnymi študentmi). To, čo vyplývalo z teoretických prác týchto autorov, bolo vskutku prekvapujúce. Interpretácia ich výsledkov totiž naznačila, že čím sú kvarky bližšie k sebe, tým "slabší" je ich farebný náboj a tým je aj slabšia interakcia medzi nimi. Keď sú kvarky celkom blízko seba, sila medzi nimi je taká slabučká, že kvarky sa správajú temer ako voľné častice. Tento jav sa nazýva "asymptotická sloboda." Naopak, pri zväčšovaní vzdialenosti medzi kvarkmi sila interakcie medzi nimi narastá, čo okrem iného vedie k tomu, že kvark nemožno "vytrhnúť" z jadra atómu. Nová teória potvrdila experimenty, podľa ktorých sú kvarky vnútri protónu a neutrónu "spútané" do trojíc, al
Tohtoročnú Nobelovu cenu za chémiu dostali Aaron Ciechanover (pracovník Israel Institute of Technology), Avram Hershko (pracovník Israel Institute of Technology) a Irwin Rose (pracovník University of California), a to "za objav degradácie proteínov, sprostredkovanej ubiquitínom). Práca spomenutých troch vedcov umožnila porozumieť na molekulárnej úrovni tomu, ako bunky regulujú určité procesy prostredníctvom degradácie (štiepania) špecifických proteínov. Proteíny sú základnou stavebnou látkou všetkých živých organizmov, rastlín i živočíchov. V každej bunke nášho tela je okolo stotisíc rôznych proteínov, ktoré majú rôzne a významné funkcie. Proteíny sú základnou stavebnou látkou nášho organizmu. Okrem tejto takpovediac pasívnej funkcie majú mnohé proteíny aj aktívnu funkciu. Niektoré proteíny fungujú ako enzýmy, podporujúce či zrýchľujúce chemické reakcie v rámci látkovej výmeny, ďalšie slúžia ako signálne látky (sú to napríklad hormóny), či ako piliere imunitnej ochrany. Vedci venovali v minulých desaťročiach veľa pozornosti výskumu toho, ako bunky regulujú syntézu rôznych proteínov. Za významné výsledky bolo udelených najmenej päť Nobelových cien. Za menej dôležitý sa považoval výskum opačného procesu, teda procesu degradácie (rozkladu) už nepotrebných proteínov. Už dávno je známych niekoľko enzýmov, ktoré rozkladajú proteíny. Jedným z nich je napríklad trypsín, ktorý v tenkom čreve rozkladá proteíny, prítomné v zjedenej potrave, na amínokyseliny. Spoločné týmto procesom rozkladu proteínov je to, že nevyžadujú žiaden prísun energie. Experimenty, konané už v 50. rokoch minulého storočia, však ukázali, že rozklad vlastných proteínov bunky si vyžaduje energiu. Pred vedcami stála záhada, prečo rozklad proteínov vnútri bunky vyžaduje energiu, zatiaľ čo degradácia iných proteínov prebieha bez prísunu energie. K rozriešeniu tejto záhady prispeli tohtoroční nositelia Nobelovej ceny za chémiu. Koncom 70. a začiatkom 80. rokov minulého storočia vykonali Ciechanover, Hershko a Rose sériu prelomových biochemických štúdií, prostredníctvom ktorých preukázali, že degradácia proteínov v bunke prebieha sériou postupných reakcií. Výsledkom týchto reakcií je to, že proteíny, určené na degradáciu (teda vlastne zničenie) sú "označkované" polypeptidom s názvom ubikvitín. Tento proces umožňuje bunke rozkladať neželané či nepotrebné proteíny, a to veľmi špecifickým spôsobom, pričom je to práve táto regulácia rozkladu, ktorá si vyžaduje energiu. Zaujímavé je, že molekula ubikvitínu, ktorý značkuje proteíny, určené na degradáciu, bola izolovaná už v roku 1975. Neskôr bola táto molekula nájdená v rôznych tkanivách a organizmoch (ale nie v baktériách) a preto dostala názov ubikvitín (z latinského slova ubique, čo znamená všade, resp. všadeprítomný). Obrazne sa hovorí, že ubikvitín dáva proteínu "bozk smrti." Ubikvitín, prichytený na proteíne, predstavuje akýsi kľúč, ktorým sa "odomkne" niektorý proteazóm v bunke. V každej ľudskej bunke je okolo 30 000 proteazómov, tvoriacich akési odpadkové koše pre nepotrebné proteíny. Proteazóm, ktorý sa vyznačuje súdkovitým tvarom, má schopnosť rozložiť prakticky všetky proteíny na peptidy. Aktívny povrch proteazómu je vnútri "súdka" a je tak odtienený od zvyšku bunky. Jediný spôsob, ako sa dostať na aktívny povrch, je cez "zámok", ktorý rozozná ubikvitínom označkovaný proteín a vpustí ho dnu. Tesne pred vstupom proteínu do proteazómu sa však ubikvitín oddelí a je pripravený na ďalšie použitie. Peptidy, vytvorené rozkladom proteínov, sa vylučujú na druhom konci proteazómu. Ubikvitínom sprostredkovaná degradácia chybných alebo nepotrebných proteínov zohráva mimoriadne významnú úlohu v procese bunkového delenia, pri opravách poškodenej DNA, pri kontrole kvality novovyrobených proteínov a v činnosti imunitného systému. Podrobný výskum ukázal, že bunky skutočne ničia chybné proteíny pomocou ubikvitínom sprostredkovaného procesu. Dnes už napríklad vieme, že až 30 % novovytváraných proteínov sa rozloží v proteazómoch, pretože neprejdú bunkovou "kontrolou kvality." Dobre fungujúci proces degradácie chybných, nepot
Nobelovu cenu v oblasti medicíny alebo fyziológie dostali tohto roku 58-ročný Richard Axel (pracovník Columbia University v New Yorku) a Linda B.Bucková (pracovníčka Fred Hutchhinson Cancer Research Center v Seattle), a to "za objavy receptorov vône a organizáciu olfaktorického systému." Obaja tohtoroční laureáti prispeli svojimi prácami k pochopeniu činnosti jedného z našich najdôležitejších a doteraz najzáhadnejších zmyslov, čuchu. Vedci dlho nevedeli prísť na kĺb tomu, ako dokážeme rozoznať a zapamätať si približne 10 000 rôznych vôní či pachov. Axel a Bucková svojimi pionierskymi prácami prispeli k objasneniu činnosti nášho olfaktorického čiže čuchového systému. Dvojica spomenutých vedcov uverejnila v roku 1991 významný vedecký článok, v ktorom opísali svoj objav skupiny asi 1 000 rôznych génov (to sú približne 3 % všetkých našich génov), ktoré sú zodpovedné za existenciu rovnakého počtu čuchových receptorov. Tie sú umiestnené na receptorových bunkách, ktoré zaberajú malú oblasť v hornej časti výstelky nosovej dutiny a detegujú vdychované molekuly odorantov (teda látok, majúcich vôňu). Každá receptorová bunka má len jeden typ receptora vône a každý receptor je schopný detegovať len obmedzený počet vôňových substancií. Možno to povedať tak, že naše čuchové receptory sú veľmi špecializované. Čuchové bunky vysielajú nervové signály do mikrooblastí v primárnej čuchovej oblasti nášho mozgu. Bunky s rovnakým typom receptora vysielajú signály do tej istej mikrooblasti. Z mikrooblastí sa informácia vysiela do ďalších častí mozgu, kde sa informácie z rôznych receptorov zlúčia a vytvoria celkový vnem (pamäťovú stopu) vône. Preto si dokážeme "spomenúť" aj v zime napríklad na vôňu orgovánu, ku ktorému sme privoňali na jar. Náš čuchový systém zohráva mimoriadne významnú úlohu aj pri zisťovaní kvality toho, čo jeme. Je to najmä aktivácia čuchového systému, čo nás informuje o tom, či je jedlo chutné alebo nie. Snáď každý z nás má skúsenosť, že nepríjemný čuchový vnem zo skazeného jedla v ňom pretrváva celé roky a dokonca mu bráni zjesť kvalitné jedlo rovnakého druhu ako bolo to skazené. Strata čuchu je vážnym hendikepom, pretože už nedokážeme vnímať rôznu kvalitu jedla ani rozoznať varovné signály, napríklad dym ohňa. Čuchové schopnosti sú veľmi dôležité pre mnohé živočíchy. Bez čuchu by novonarodené cicavce neboli schopné nájsť bradavku prsník matky a zahynuli by. Rôzne živočíchy majú pritom rôzny počet čuchových receptorov. Relatívne malý počet týchto receptorov (približne sto) majú ryby. Myši majú približne tisíc čuchových receptorov. Človek disponuje trochu menším počtom týchto receptorov ako myši, pretože určitý počet príslušných génov počas evolúcie zanikol. Mnohé živočíchy pozorujú a interpretujú svoje okolie (prostredie v ktorom žijú) najmä prostredníctvom čuchu. Typickým príkladom sú psy, ktorých čuchová výstelka v nose má približne 40-ráz väčšiu plochu ako čuchová oblasť v nose človeka. "Aj keď sme pracovali na výskume čuchu 16 rokov, zostalo ešte veľa toho, čo bude treba objasniť. My sme iba vyčistili ihrisko," povedala Linda Bucková po tom, čo sa dozvedela, že spolu s Richardom Axelom dostala Nobelovu cenu.
Na záver ešte môžeme spomenúť, že tohtoročnú Nobelovu cenu za literatúru dostala rakúska spisovateľka Elfriede Jelineková, cenu za mier dostala keňská ekologička Wangari Maathai a cenu za ekonómiu dostali Američania Finn E.Kydland a Edward C.Prescott.
Najdôležitejšie správy z východu Slovenska čítajte na Korzar.sme.sk.
