Отправлено: 18.10.12 19:04. Заголовок: Нобелевская премия 2012

Традиционно Нобелевская премия присуждается за достижения в области медицины или физиологии, физики, химии, литературы, экономики, а также за содействие в укреплении мира. Впервые эта награда, на сегодняшний день считающаяся одной из самых престижных в мире, была вручена в 1901 году согласно воле изобретателя динамита Альфреда Нобеля.

1. Нобелевскую премию по медицине в этому году получили японский ученый Синъя Яманака (Университет Киото) и его британский коллега Джон Гердон (Кембриджский университет) - за работы по стволовым клеткам и клонированию животных.
Исследование ученых доказали, что возможна трансформация обычных клеток организма в так называемые стволовые, которые способны становиться клетками любого типа. Работы лауреатов позволили создать основы получения новых тканей и копий целых организмов.
2.Нобелевскую премию по физике получили американец Дэвид Уинланд и марокканец Серж Арош - за достижения в области экспериментальной квантовой механики.
ученые открыли новую эру в экспериментах по квантовой физике, показав, что можно измерять состояния отдельных частиц, не разрушая их (состояния). Эти исследования помогут по-новому взглянуть на многие вопросы физики и в отдаленной перспективе даже воплотить в реальность идею телепортации.
3. Премия в области химии. Лефковитц (профессор медицины и биохимии университета Дьюка в Северной Каролине) и Кобилка (профессор молекулярной и клеточной физиологии Стенфордского университета) разделили между собой награду за исследования, в ходе которого они изучали механизм получения клетками информации.
Благодаря их работе, удалось в малейших деталях установить, как работают GPCR-рецепторы, что в будущем может помочь создавать лекарства от самых разных болезней, причем медикаменты будут более высокого качества и с меньшими побочными эффектами.
4. Призером Нобелевской премии по литературе в 2012 году стал китайский писатель, доктор филологии Мо Янь. Премию ему выдали со следующей формулировкой – за «галлюцинаторный реализм, с которым он сочетает народные сказания, историю и современность».
5. Неожиданно премию мира в 2012 году получил Европейский союз – за историческую роль в объединении Европы.
В списке номинантов был 231 кандидат, в том числе 43 общественных и международных организации. Среди реальных кандидатов на премию мира была лидер украинской оппозиции Юлия Тимошенко.
6. Нобелевская премия по экономике присуждена двум американским ученым Элвину Роту и Ллойду Шепли.
Несмотря на то, что ученые работали независимо друг от друга, в своих работах они попытались ответить на один из основных вопросов экономики – распределение ресурсов между потребителями наилучшим образом.

 Отправлено: 22.10.12 21:37. Заголовок: Детализируем работы ..

Детализируем работы Дэвида Уинланда и Сержа Ароша

Исследования Сержа Ароша относятся к квантовой оптике — разделу физики, изучающему квантовые свойства отдельных фотонов, «элементарных кусочков» света. Обычно фотоны используются лишь как одноразовые «посыльные» — они излучаются в источнике, летят к фотодетектору и там поглощаются. Если с ними что-то произошло в пути, то мы об этом узнаем лишь после их «смерти». Жизнь такого фотона быстротечна, его нельзя долго держать и изучать. А Серж Арош задался именно этой целью — научиться удерживать единичный фотон достаточно долго внутри экспериментальной установки и в течение этого времени его аккуратно исследовать.
Удержать фотон в принципе можно, заставив его метаться туда-сюда между двумя вогнутыми зеркалами сверхвысокого качества.
Качество удержания фотона характеризуется добротностью резонатора, Q. Это число показывает, грубо говоря, сколько раз фотон отразится от зеркал, прежде чем как-то пролезет наружу.
В микроволновом диапазоне благодаря применению сверхпроводников удается добиться исключительно хорошего отражения.
В таком резонаторе микроволновой фотон будет «жить» десятые доли секунды — огромный промежуток времени для современной экспериментальной физики. За это время можно, не торопясь, и породить фотон, и воздействовать на него, и «просканировать» его состояние. Главное, фотоны перешли в категорию «частиц», долго живущих внутри экспериментальной установки, «частиц», над которыми уже можно проводить разнообразные опыты.
И вот тут в этой истории появляется «вираж», очень характерный для современной физики. Создание высокодобротных резонаторов — такое, казалось бы, совершенно техническое достижение — открыло перед физиками новый раздел фундаментальной физики — квантовую электродинамику резонатора.
Один из ярких примеров таких экспериментов, выполненный в группе Сержа Ароша, — экспериментальная демонстрация того, что время жизни единичного возбужденного атома можно сильно изменить, поместив его в такой резонатор.
Постановка опыта проста, а результат, на неискушенный взгляд, просто удивительный. Между двумя зеркалами пустого резонатора (то есть без фотонов внутри) пролетает атом, находящийся в возбужденном состоянии. Вообще, возбужденные атомы нестабильны, и через небольшое время электрон в нём прыгает на более низкий уровень, излучая при этом фотон.
В опытах Ароша использовались особые, сильновозбужденные атомы (это так называемые ридберговские состояния атома). В них разница между энергетическими уровнями, между которыми идет переход, так мала, что длина волны излученного фотона составляет вполне макроскопическое значение — миллиметры и сантиметры. Хотя атом сам по себе и крошечный, но когда он «пытается» излучить фотон, он «прощупывает обстановку» в сантиметровом объеме.
Резонатор, использованный Арошем, был сопоставимого размера, и это позволяло ему влиять на скорость распада. Например, в совсем маленьком резонаторе излученный фотон просто не поместился бы — и уже один этот факт предотвращает его излучение, стабилизирует возбужденное состояние. Если же размер резонатора подобрать так, чтоб фотон ровненько в него вписывался, то атому будет даже удобнее излучить такой фотон, вероятность излучения резко возрастает.
Справедливости ради надо сказать, что этот эффект вовсе не был для физиков сюрпризом. Такое поведение было теоретически предсказано Эдвардом Пёрселлом еще в 1946 году, а первые экспериментальные намеки на такое поведение появились в начале 70-х годов. Правда, тогда речь шла об излучении молекул, расположенных между двумя плоскими зеркалами, и эффект был довольно «грязным». Серж Арош и его сотрудники добились гораздо более сильного и чистого эффекта.
Подводя итог под этой частью рассказа, можно вспомнить, что знаменитая дискуссия между Нильсом Бором и Альбертом Эйнштейном о физической сущности квантовой механики крутилась, среди прочего, и вокруг мысленного эксперимента с «однофотонным ящиком». Практическая реализация такого ящика, равно как и множество более тонких квантовых манипуляций с фотонами, была в те времена попросту невозможна с технической точки зрения. Серж Арош стал ключевой фигурой, благодаря которой подобные мысленные квантовомеханические эксперименты были реализованы.

работы Дэвида Вайнленда

Манипуляция квантовым состоянием отдельного иона — не менее трудная с технической точки зрения задача. Конечно, атомы, в отличие от фотонов, никуда не исчезают, и в этом смысле с ними работать проще. Но с другой стороны, длина волны атома (напомним, что в квантовом мире каждой частице соответствует некий волновой процесс) при его движении с обычными скоростями очень мала. Поэтому квантовые эффекты, связанные с поступательным движением (то есть перемещением атома как целого), при обычных температурах незаметны. Для того чтобы заметить квантование поступательного движения, отдельный атом или ион требуется не просто поймать, но и охладить до очень низких температур, порядка милликельвинов и ниже.
В принципе, технология ионных ловушек, в которых заряженные частицы удерживаются в центре переменным электромагнитным полем определенной формы, была разработана полвека назад.
В 1973 году Вайнленд, Экстром и Демельт сообщили о первых экспериментах с одиночным электроном, плененным в такой ловушке. Целью этих экспериментов было изучение внутренних характеристик электрона, в частности его аномального магнитного момента, и его сравнение с теоретическими предсказаниями (сейчас такого типа измерения составляют целый отдельный раздел метрологии и квантовой электродинамики).
В отличие от одиночных электронов, ионы интересны тем, что у них есть многочисленные внутренние степени свободы, и, поймав такой ион в ловушке, можно его изучить вдоль и поперек. На пути к этой цели в 1975 году была разработана (в том числе и Вайнлендом) методика доплеровского охлаждения ионов. В этом методе на ионы или атомы светят лазерным лучом с частотой, очень близкой к резонансному рассеянию, но только те из них, которые движутся с большой скоростью навстречу световому лучу, рассеивают свет, теряют энергию и тем самым охлаждаются. Эта методика была реализована в 1978 году в экспериментах группы Вайнленда.
Электронное облако в атоме или ионе имеет большой набор возможных вариантов, как ему «упаковаться» вокруг ядра и как ему организовать спины электронов. Тот вариант, который обладает наименьшей энергией, называется основным состоянием, он стабилен, а варианты с более высокой энергией (возбужденные состояния) спустя некоторое время превращаются в основное состояние с излучением фотона.
Теперь самое интересное. Физики умеют перебрасывать основное состояние электронной оболочки в возбужденное, причем перебрасывать «прицельно», именно в то возбужденное состояние, которое мы хотим, — для этого надо просто посветить на атом светом с нужной длиной волны. Оказывается, эта комбинация — мы возбуждаем атом так, как нам нужно, а он выходит из этого состояния так, как «он привык», — позволяет охлаждать поступательное движение атомов.
Для этого мы берем атом или ион в основном электронном состоянии и с большим поступательным движением и перекидываем его в состояние с возбужденной электронной оболочкой (обычно это просто переворот спина внешнего электрона), но с чуть меньшим поступательным движением. Атом через некоторое время высвечивает фотон и «падает» в основное состояние электронной оболочки, а поступательное движение при этом не меняется. Чистый результат этого двухшагового процесса — поступательное движение слегка уменьшилось. Повторяя эту процедуру раз за разом, мы можем совсем погасить поступательное движение, «посадив» атом в основное состояние.
В практической реализации этой идеи было, конечно, немало технических тонкостей — в частности, возбужденному атому приходилось «помогать» побыстрее снимать возбуждение, чтобы достичь нужной скорости охлаждения. Напряженная работа в течение нескольких лет позволила Вайнленду с сотрудниками их преодолеть, и в 1989 году вышла статья, рапортующая о достижении основного квантового состояния поступательного движения иона ртути. Правда, в этой статье локализация была достигнута только в поперечной плоскости, а квантованное движение вдоль оси установки было еще недоступно. Однако несколько лет спустя, в 1995 году, группа Вайнленда достигла и настоящей трехмерной локализации отдельного иона в основном квантовом состоянии.
Еще на заре развития описанных выше методов было ясно, что пленение и квантовый контроль отдельных ионов может иметь и далеко идущие практические применения. С одной стороны, глубоко охлажденные одиночные квантовые частицы могут стать сверхчувствительным сенсором внешних возмущений. С другой стороны, использование тех атомных переходов, которые малочувствительны к внешним возмущениям, позволит создать новый сверхстабильный стандарт частоты. Группа Вайнленда сейчас работает, среди прочего, и над этой задачей, используя всё те же плененные ионы. Два года назад, например, они сообщили о создании оптических часов, темп хода которых был измерен с относительной точностью 10^–17. Сейчас в литературе уже обсуждается точность хода на уровне 10^–18 и лучше.
Практическая польза от сверхточного стандарта частоты в том, что он позволяет замечать и использовать для практических целей исключительно слабые физические эффекты. Ярким примером тут является еще одна статья группы Вайнленда двухлетней давности, благодаря которой эффект общей теории относительности может найти применение в геодезии и гидрологии благодаря использованию сверхточных атомных часов. Дело тут в том, что, согласно общей теории относительности, время течет по-разному в гравитационном поле разной напряженности. При удалении от поверхности Земли гравитационное поле начинает ослабевать, и поэтому скорость хода часов, расположенных на разной высоте, будет отличаться. Группа Вайнленда сообщает, что ей удалось заметить это расхождение при разнице высот меньше 1 метра!

Источник: elementy.ru.

 Отправлено: 22.10.12 22:25. Заголовок: ндаааааа, далека я к..

ндаааааа, далека я как-то от физики))))))

 Отправлено: 23.10.12 05:29. Заголовок: Tatka пишет: ндаааа..

Tatka пишет:

цитата:

ндаааааа, далека я как-то от физики))))))

Неа)) Силу притяжения еще никто не отменял))) Так что к физике ты относишься на прямую, как физическое тело)

 Отправлено: 29.10.12 17:25. Заголовок: Теперь подробно о хи..

Теперь подробно о химии)))

Исследования Лефковица начались в 1968 году, когда он пришел на позицию исследователя в системе Национальных институтов здоровья (NIH). Его работа была связана с изучением рецептора к адренокортикотропному гормону (АКТГ).
После этого Лефковица пригласили работать в Университет Дьюка. Он набрал себе команду и переключил свое внимание с АКТГ на адреналин и его рецепторы. На этой ниве он и сделал свои главные открытия.
Надо отметить, что к тому моменту о рецепторах было известно уже довольно много. Например, в 1960-х годах было обнаружено, что действие адреналина на клетки опосредуется особым типом белков — G-белками (они названы так потому, что способны гидролизовать гуанозинтрифосфат — GTP).
Иными словами, рецептор каким-то образом связывается с адреналином, что каким-то образом влияет на G-белок, который каким-то образом вызывает в клетке те или иные каскады реакций. Ключевой вопрос тут — каким же образом всё это происходит, и вот на этот-то вопрос ответа не было. В научном мире ходили самые разнообразные теории для объяснения работы рецепторов, вплоть до самых диких: например, что никакого рецептора нет и что сам адреналин умудряется как-то проникнуть внутрь клетки и изменить ее метаболизм.
И вот Лефковиц и его команда приступили к исследованию адреналиновых рецепторов. На вооружении у них была новая, разработанная Лефковицем методика точного вычисления концентрации гормона, а в данной области исследований знание точной концентрации — это уже половина дела. Долгие годы ученые капали на клетки или клеточные экстракты адреналином или его аналогами; кропотливо измеряли соотношения концентраций различных веществ; подсчитывали термодинамические константы; исследовали взаимодействие белков. (За это время было показано, что адреналиновых рецепторов существует два типа, α и β, и что — более того — каждый из этих типов состоит из нескольких подтипов; команда Лефковица работала преимущественно с β-адренорецепторами). И вот, спустя десятилетие однообразных экспериментов, в 1980 году, исследователям наконец удалось разработать согласующуюся со всеми полученными данными теорию функционирования рецепторов, сопряженных с G-белками. Теория эта (в современном понимании) такова.
В мембране клетки плавает адренорецептор. С внутренней стороны мембраны к нему слабо присоединен (или не присоединен вовсе) G-белок, состоящий из трех субъединиц — α, β и γ — и сцепленный с молекулой гуанозиндифосфата (GDP). Пока на рецептор снаружи не села молекула адреналина, он ведет себя абсолютно мирно и безобидно.
Но стоит рецептору встретиться с адреналином, как в нём начинаются сложные конформационные перестройки, вызывающие вначале крепкое присоединение G-белка, а затем его активацию и отделение. Активация G-белка заключается в том, что в нём от такого потрясения молекула гуанозиндифосфата (GDP) заменяется на молекулу гуанозинтрифосфата (GTP) и он распадается на две части — α-субъединица, соединенная с GTP, плывет в одну сторону, а сцепленные вместе β и γ — в другую. Можно сказать, что, соединившись с лигандом, молекула рецептора вначале притягивает к себе G-белок, а потом пинает его куда подальше так, что этот белок разваливается на кусочки.
Две получившиеся части белка, встретившись с определенными молекулами (таких молекул множество видов, и они называются вторичными посредниками), вызывают их активацию (или, наоборот, деактивацию, зависит от типа посредника), что, в свою очередь, приводит к тем или иным каскадам реакций, которые соответствующим образом изменяют метаболизм и вообще судьбу клетки. Преимущественно в эти игры играет α-субъединица, но и для βγ-димера определенная активность тоже показана. Таким образом, присоединение одной маленькой молекулы к одному маленькому рецептору может вызвать гигантские клеточные перестройки.
Причем, обратите внимание, насколько эта система гибкая: в зависимости от того, какой вторичный посредник попадется под горячую руку (или что там у нее?) соответствующей части белка, каскады в клетке могут быть абсолютно разными.
Примерно в то время, когда Лефковиц выдвинул эту теорию (она была названа «теорией тройничного комплекса»), в его лабораторию пришел молодой постдок по имени Брайан Кобилка. Лефковиц как раз поставил перед своими сотрудниками амбициозную задачу найти ген, кодирующий адренорецептор, для того чтобы получить этот белок в больших количествах, разобраться как следует в его структуре и понять, каким образом он связывается с лигандом, за счет чего «пинает» G-белок и вообще — почему плавает в мембране.
Задача эта была не просто амбициозна — на тот момент развития науки решить ее было практически невозможно. Найти один-единственный ген в целом огромном геноме было сложней, чем отыскать иголку в стоге сена. Если бы за эту задачу взялся не Брайан Кобилка, а кто-то другой, то она, возможно, так и не была бы решена.
Он (вместе с другими сотрудниками из лаборатории Лефковица) научился выделять этот рецептор в больших количествах, по частям расшифровал его аминокислотную последовательность и уже на основе этой последовательности по кусочкам собрал целый ген и смог его клонировать. Теперь у ученых была нуклеотидная последовательность гена β-адренорецептора, и к тому же они могли путем клонирования получать этот белок в неограниченных количествах.
И оказалось, что белок этот имеет семь трансмембранных доменов.
Семь доменов! Семь! — именно столько, сколько было у совершенно другого, абсолютно несхожего с β-адренорецептором ни по каким статьям, реагирующего на свет рецептора родопсина. Это могло означать потрясающую вещь. Это могло значить, что механизм работы этих двух рецепторов одинаков и описывается моделью тройничного комплекса.
Сложно даже описать, что означал для науки этот прорыв. Очень быстро стало понятно, что по принципу тройничного комплекса работают не только β-адренорецептор и родопсин, но и большая часть других известных к тому моменту рецепторов. (Сейчас таких рецепторов известно около тысячи; они опосредуют общение между клетками; также благодаря им мы видим, слышим, обоняем, осязаем и ощущаем вкус.) Сразу становилась понятной необычайная гибкость клеток при их реакциях на изменения окружающей среды: ведь один и тот же рецептор, соединенный с одним и тем же лигандом, может вызвать в клетке совершенно разные реакции в зависимости от того, какие именно субъединицы G-белков плавают в цитоплазме (существует множество вариаций этих субъединиц), какой там присутствует набор вторичных посредников, и так далее. Сразу открывались огромные перспективы воздействия на эти рецепторы в исследовательских и медицинских целях (достаточно сказать, что почти половина производимых в настоящее время лекарств так или иначе влияет на эти рецепторы). И сразу хотелось изучать эти рецепторы дальше.
И вот тут огромного успеха снова добился Брайан Кобилка. Он покинул лабораторию Лефковица и перешел работать в Стэнфордский университет. И там, в течение более чем двадцати лет он пытался получить кристаллограмму β-адренорецептора в тот момент, когда он связывается с лигандом. Для всех, кроме Кобилки, эта задача была бы нерешаемой. Дело в том, что техника получения кристаллограмм хорошо отработана только для водорастворимых белков. β-адренорецептор же является жирорастворимым — он ведь должен плавать в фосфолипидной мембране. Кобилка использовал совершенно сногсшибательные техники и наконец в прошлом году добился цели: изображение работающего β-адренорецептора было получено.

 Отправлено: 03.08.13 21:20. Заголовок: Для меня во спасение..

Для меня во спасение человеческой жизни ясен один алгоритм СЛР,адреналин,атропин,СРЛ....

 Отправлено: 03.08.13 21:57. Заголовок: killsik Можно для ..

killsik

Можно для особо понятливых аббревиатура расшифровать?))

 Отправлено: 03.08.13 22:02. Заголовок: Elvagar СЛР - серде..

Elvagar
СЛР - сердечно легочная реанимация