La vie et la science de base aux prix Nobel

2004/11/01 Agirre Ruiz de Arkaute, Aitziber - Elhuyar Zientzia | Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia | Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Il est évident que la vie et les êtres vivants génèrent une grande curiosité. Et cette curiosité se reflète chaque année dans les prix Nobel. L'édition de cette année ne fera pas exception, deux des trois prix de la science ont à voir avec la physiologie.

D'une part, à travers le Prix Nobel de médecine ou de physiologie, ils ont voulu rendre hommage à ceux qui ont étudié le fonctionnement de l'odorat. Dans ce travail, la communication entre le nez et le cerveau a été analysée, ce qui signifie que les chercheurs ont dû analyser la coordination entre des systèmes très divers. Le système nasal est basé sur le fonctionnement des récepteurs, en définitive, des protéines. C'est-à-dire, c'est une recherche de molécules. Au contraire, pour comprendre le système cérébral, ils ont dû analyser l'organisation de tout l'organe pour savoir comment nous fixons les odeurs dans la mémoire.

D'autre part, à travers le Roman de Chimie, une recherche de large champ sera récompensée. L'étude a expliqué comment la dégradation contrôlée des protéines se produit. Et la recherche est large parce que toutes les protéines intracellulaires sont dégradées par ce processus.

Pour répondre aux besoins de la cellule, il faut des protéines, pas n'importe quelle protéine, mais une protéine concrète dans chaque cas. Lorsque ce besoin de cellules est saturé, les protéines surpassent et il faut les éliminer, mais seulement celles qui restent. Cette élimination sélective est un processus très important au sein de la cellule, car si les protéines ne sont pas correctement éliminées, elles continuent à fonctionner quand elles ne sont pas nécessaires. C'est pourquoi la Fondation Nobel veut récompenser ceux qui ont enquêté sur tout cela.

Mais les prix Nobel de cette année ne récompenseront pas seulement la vie. Dans le domaine de la physique, ils ont rappelé la recherche fondamentale de la science. Il est peut-être inutile de se demander à quoi sert cette recherche. Toutes les recherches n'ont pas d'application directe. Pourquoi sont-ils? Juste pour le savoir. Et ce n'est pas peu. Pour rassurer les amateurs d'applications, on peut dire que dans cinquante ans, ils peuvent chercher une certaine utilisation. Mais si cela ne se produit pas, cela vaut la peine d'être récompensé. Savoir est toujours bénéfique.

En fait, les lauréats du prix Nobel de physique de cette année ont analysé la force nucléaire violente d'un point de vue théorique. Cette force a une plus grande influence sur le quarke, c'est-à-dire sur les particules élémentaires de la matière. À quoi sert la recherche ? Eh bien juste pour recevoir le prix Nobel.

Prix Nobel de chimie : dégradation des protéines

En étudiant le cycle d'ubiquitine en dégradation contrôlée des protéines

La cellule continue à synthétiser et à éliminer les protéines et ces deux processus se produisent à grande vitesse. Ce sont des processus très contrôlés : la cellule synthétise seulement les protéines nécessaires et élimine seulement celles qui n'en ont pas besoin. La synthèse des protéines a suscité un grand intérêt pour les biochimiques dès le début, mais l'élimination des protéines n'a pas été étudiée par beaucoup. Le prix Nobel de chimie de cette année sera décerné à ceux qui ont découvert comment l'élimination se produit.

L'élimination des protéines se produit par un cycle moléculaire. Cette molécule est également une protéine de petite taille qui peut être marine pour n'importe quelle autre protéine : l'ubiquitine. Et c'est le tour qui emploie la cellule pour marquer des protéines à éliminer : n'importe quelle protéine qui a l'ubiquitine attachée réduira la cellule.

Pour cela, il introduit la protéosome dans une structure appelée protéosome. Le protéosome est une structure composée de beaucoup d'autres protéines, dans laquelle deux processus sont donnés : d'une part, la cellule réduit la protéine marquée et de l'autre, récupère l'ubiquitine collée. La cellule récupère l'ubiquitine pour sa réutilisation comme marqueur. De cette façon, le cycle est fermé.

Le fonctionnement de ce cycle est fondamental pour la cellule. Il faut garder à l'esprit que par la dégradation des protéines on obtient des acides aminés qui peuvent être utilisés dans d'autres processus. Par conséquent, la cellule recycle également des acides aminés.

En bref, le fonctionnement de la cellule est une chaîne de cycles. Par exemple, si la production et l'élimination des protéines échouent, l'équilibre peut être brisé et des maladies graves peuvent apparaître. Dans certains cas, le cancer a également eu lieu en raison de problèmes dans le cycle d'ubiquitine.

Prix Nobel de physique : le monde des quarks le plus proche

Pour avoir proposé la théorie de la liberté asymptotique de la force nucléaire violente

Ce n'est pas toute dextérité le travail accompli par les trois chercheurs. Le jury a souligné qu'il a été fondamental de comprendre l'une des forces les plus importantes de la nature: la force nucléaire forte. Cette force maintient la convergence des quarks en particules subatomiques et on ne sait pas pourquoi ils ne s'éloignent pas.

Les quarks sont des particules élémentaires de la matière, constituées de tout objet de la nature, ainsi que des protons à l'intérieur du noyau. Malgré son abondance, il était difficile de comprendre l'interaction entre quarks. Dans les années 70, David Gross, David Politzer et Frank Wilcz ont donné une explication théorique à ce problème : les quarks sont enfermés dans des espaces minuscules car la force qui les unit ne leur permet pas de s'éloigner.

Selon les calculs mathématiques des trois chercheurs, à mesure que la distance entre quarks augmente, l'interaction entre eux devient également évidente. Au début, cela semblait une contradiction, car il fallait s'attendre à ce que l'interaction sur de petites distances soit plus facile, mais les chercheurs récompensés ont noté que le contraire : plus vous approchez, plus les quarks sont libres. Par conséquent, dans des cas très proches, l'interaction est pratiquement inappréciable, ils se comportent comme s'ils étaient libres.

C'est pourquoi le phénomène s'est appelé « liberté asymptotique » et a constitué une étape très importante pour le projet le plus ancien de la physique : unifier toutes sortes de forces de la nature dans un système unique d'équations. Cinq sont les forces fondamentales de la nature: électrique, magnétique, gravitationnel et faible et violente force nucléaire. Chacun d'eux influence un certain niveau de matière. Si on réussissait à unifier toutes les forces et à les exprimer avec un seul système d'équations, on pourrait comprendre la nature avec un langage plus simple.

Le plus évident pour nous est la gravité. Les planètes et les galaxies elles-mêmes se déplacent par cette force et, bien sûr, par les objets macroscopiques de notre environnement. Mais les autres forces se distinguent aux niveaux les plus fondamentaux de la matière. Par exemple, la force électrique intervient dans l'interaction entre les électrons et les protons à l'intérieur de l'atome, donc elle canalise les réactions entre les atomes et les molécules.

Les recherches récompensées cette année avec le Roman ont analysé les forces qui se manifestent à des niveaux encore plus réduits, et ont été nécessaires dans ce projet d'unification de toutes sortes de forces naturelles.

Roman médical pour éclairer la route dans le labyrinthe de l'odorat

Travaux de recherche sur les récepteurs olfactifs et organisation du système olfactif

Malgré de nombreuses études antérieures sur l'odorat, ils ne savaient toujours pas comment nous distinguons et nous nous souvenons de 10.000 odeurs. Axel et Buck y ont travaillé et ont vu une famille de gènes d'environ mille gènes coder autant de types de récepteurs olfactifs. En outre, ils ont découvert que les cellules qui contiennent ces récepteurs se trouvent dans la partie supérieure de l'épithélium nasal et sont celles qui détectent les molécules odorantes inhalées.

Chaque cellule olfactive a un seul type de récepteur d'odeur et chaque récepteur ne peut détecter que certaines substances odorantes. Par conséquent, les cellules olfactives sont spécifiques à quelques odeurs. Une fois l'odeur détectée, les signaux nerveux sont envoyés à des microzones spécifiques, glomérulaires. Ces glomérules se trouvent dans le bulbe olfactif du cerveau, qui est le noyau principal associé à l'odorat.

Des glomérules, l'information est extraite à d'autres endroits du cerveau, où l'information de différents récepteurs olfactifs est recueillie et un modèle est généré. Cela nous permet de rappeler l'odeur d'une fleur aromatisée au printemps à toute autre époque.

Modèle de chaque odeur

Connaître quel est le mécanisme du système olfactif est le coût de beaucoup d'années de travail. Richard Axel et Linda Buck ont conjointement publié dans leur recherche fondamentale la famille de gènes codant les récepteurs olfactifs. Année 1991. Depuis lors, chacun a travaillé seul dans des recherches parallèles et a résolu plusieurs mystères de l'odorat, tant au niveau moléculaire que dans l'organisation cellulaire.

Le système olfactif est le premier sens éclairé par des techniques moléculaires. Ces techniques ont montré que chaque récepteur olfactif activé par une molécule oloreuse active une protéine G dans le cerveau. La protéine G génère une molécule messagère cAMP qui ouvre les canaux des ions des cellules cérébrales. La cellule est donc activée.

Les récepteurs olfactifs sont des protéines, toutes similaires, mais avec des détails qui les différencient. Cela explique pourquoi ils sont activés les uns avec des molécules odorantes et les autres avec d'autres. Chaque récepteur est formé par une chaîne d'acides aminés qui se compose de sept ‘points’ à la membrane cellulaire. Il forme ainsi une poche dans laquelle la molécule odorante entre. Lorsque cela se produit, l'aspect du récepteur change, de sorte que la protéine G est activée.