نوبل علم ۲۰۰۸

● عقب‌ماندگی نوبل ـ چگونه دانشمندان در انتظار رسیدن نوبت‌شان جان می‌دهند
دیگر برندگان جایزه نوبل هم دارند عادت می‌کنند که جایزه را با همکاران‌شان تقسیم کنند. آنقدر دانشمند پیشرو و برجسته در نوبت دریافت جایزه قرار گرفته‌اند که بعید است از این به بعد جایزه به کمتر از سه نفر در هر رشته علمی داده شود. تازه این هم به خاطر آن است که ظاهرا در وصیت‌نامه آلفردنوبل قید شده این جایزه را حداکثر می‌توان به سه نفر می‌توان داد. وگرنه دانشمندان جهان خودشان راضی‌اند که جایزه را با ۹ دانشمند دیگر هم سهیم شوند.
بزرگ‌ترین نگرانی خیلی از آنها این است که مرگ‌شان فرارسد و نوبت‌شان فرا نرسد. وگرنه در پزشکی که مهم‌تر از کشف ویروس HIV نداریم، چرا باید کاشفان فرانسوی آن نزدیک به ربع قرن انتظار بکشند؟ حتما می‌دانید که جایزه نوبل به دانشمندان درگذشته تعلق نمی‌‌گیرد. به نظر می‌رسد سن و سال کاشفان و پژوهشگران رفته‌رفته به یکی از معیارهای اصلی کمیته انتخاب‌کننده برندگان جایزه نوبل تبدیل می‌شود.
پیرترین برندگان جایزه نوبل در ۱۰ سال اخیر رکورد زده‌اند و بعضی از آنها به قدری پیر و فرتوت‌اند که نا ندارند بیایند جایزه‌شان را بگیرند چه رسد به آن که مطابق خواسته نوبل در وصیت‌نامه‌اش آن را دستمایه پژوهش‌های آینده قرار دهند. دیگر از برندگان ۲۵ ساله‌ای همچون سر لارنس براگ که در سال ۱۹۱۵ جایزه فیزیک گرفت خبری نیست. یوچیهیرو نامبو، یکی از سه برنده جایزه فیزیک امسال ۸۷ ساله است. شاید خود آلفرد نوبل هم هرگز تصور نمی‌کرد روزی آنقدر تعداد دانشمندان خدمتگذار به جامعه زیاد شود که به همه آنها جایزه نرسد.
احتمالا روی افزایش مهارناپذیر جمعیت جهان هم حساب نکرده بود. غیر از اینها بعید به نظر می‌رسد که می‌توانست حدس بزند روزی ژاپنی‌ها از مدعیان اصلی جایزه به حساب خواهند آمد. از ۹ برنده جوایز علمی نوبل امسال ۴ نفر رسما ژاپنی‌اند و راجر تسین هم با آن چشم‌های بادامی یقین بدانید اگر تحت فشار قرار گیرد اعتراف خواهد کرد که یا خودش یا اجدادش ژاپنی هستند.
اما چنان که همواره در تاریخ این جایزه مرسوم بوده بسیاری از دانشمندانی که به خاطر امکانات پژوهشی قوی‌تر راهی آمریکا شده‌اند پاسخ محبت‌های این غول علمی جهان که رکورددار تعداد جوایز نوبل است را با افتخارآفرینی‌شان می‌دهند. در سال‌های پس از جنگ دوم بسیاری از برندگان آمریکایی این جایزه یهودیانی با نام آلمانی بودند که از دست نازی‌ها به ایالات متحده پناه برده بودند و اکنون در سال‌های اخیر شاهد آن هستیم که آمریکایی‌ها با نام‌های چینی و ژاپنی برای دریافت جایزه راهی تالار افتخارات نوبل می‌شوند.
چاره چیست؟ خانه دانشمند آنجاست که با فراغ بال و امکانات کافی و بدون دغدغه‌های غیرمرتبط فقط به کار علمی خویش بیندیشد. کودک است و بازیگوش و آنقدر سرگرم اسباب‌بازی‌هایش می‌شود که فراموش می‌کند از خانه‌اش خیلی دور شده.
● بزرگ‌ترین معماهای جهان حل شدند ـ اعلام جوایز ایگنوبل سال ۲۰۰۸
جوایز ایگنوبل هجو و تقلید مسخره‌ای است از جایزه‌ نوبل که هر سال اوایل اکتبر و تقریبا همزمان با اعلام نام برندگان نوبل واقعی در ده رشته داده می‌شود. این جایزه به پژوهش‌هایی تعلق می‌گیرد که نخست مردم را می‌خندانند و سپس به فکر فرو می‌برند.
انگلیسی‌ها نگران نباشند. خدشه‌ای به غرور ملت وارد نشده است. در فهرست بلند و معتبر برندگان جایزه ایگنوبل (Ig Nobel) امسال در مراسم سالانه اعطای جوایز در دانشگاه هاروارد، نام دو انگلیسی هم به چشم می‌خورد. جایزه ایگنوبل امسال در ادبیات به پژوهشی درباره انواع مختلف شخصیت‌های نچسبی که آدم در محیط کار با آنها روبه‌رو می‌شود، اعطا شد و جایزه ایگنوبل علوم تغذیه به دانشمندان دانشگاه آکسفورد رسید که ثابت کرده‌اند مزه چیپس کهنه وقتی همراه با صدای قرچ‌قروچ خورده شود، بهتر است.
اعطای جوایز ایگنوبل به یکی از رویدادهای مهم تقویم آکادمیک تبدیل شده است. این مراسم هرسال برای تجلیل پژوهش‌هایی برگزار می‌شود که مردم را ابتدا می‌خندانند و سپس به فکر فرومی‌برند. طوری زمان‌بندی شده که این مراسم تقریبا با اعلام اسامی برندگان جایزه‌های اصلی و ارزشمند نوبل در استکهلم همزمان باشد.
میزبان این مراسم یک ژورنال شوخی‌های علمی به نام «سالنامه پژوهش‌های غیرممکن» است و در آن علاوه بر هزار نفر شرکت‌کننده، برندگان جایزه نوبل واقعی هم حضور دارند.
به برندگان ایگنوبل امسال ۶۰ ثانیه فرصت داده شد تا هنگام دریافت جایزه سخنرانی کنند. اما اگر سخنرانی‌شان از این زمان طولانی‌تر می‌شد، یک دختربچه هشت‌ساله پشت‌سرهم جیغ می‌کشید «تمومش کن، من خسته شدم.» دیوید سیمز از دانشکده بازرگانی کاس در لندن که مقاله‌اش با عنوان «ای حرامزاده: بررسی روایی تجربه خشم در سازمان‌ها» برنده جایزه ایگنوبل ادبیات شد، گفت: «خوشحالم. سنت ایگنوبل در مجموع شیوه فوق‌العاده‌ای برای واداشتن مردم به تفکر است.»
در این مقاله به بررسی این موضوع پرداخته می‌شود که افراد چگونه در قالب نقش‌های حرامزاده زرنگ، حرامزاده منحرف یا حرامزاده غیرمنتظره عمل می‌کنند و در ادامه به سراغ بررسی ترکیبی از احساس لذت و گناه می‌رود که از حرامزاده نامیدن کسی نصیب فرد می‌شود. سیمز این مقاله را پس از آن نوشت که شگفت‌زده شد چگونه اشخاص درست‌اندیشی که همواره بر اهمیت درک استدلال‌های دیگران تاکید می‌کنند، در مواردی تسلیم می‌شوند و به کسی برچسب حرامزادگی می‌زنند. سیمز گفت: «ما همه رمان‌نویسانی هستیم که داریم فصل بعدی داستان زندگی‌مان را می‌نویسیم و درمورد حرامزاده‌ها لازم است بفهمیم که آنها درصدداند چه نوع شخصیتی را خلق کنند.»
چارلز اسپنس، استاد روان‌شناسی تجربی دانشگاه آکسفورد، به خاطر تحقیقاتش درباره نقش صدا در علم خوراک‌شناسی، جایزه ایگنوبل در تغذیه گرفت. در این پژوهش، داوطلبان چیپس‌هایی با درجات مختلف تازگی و تردی را در حالی که هدفونی به گوش داشتند، خوردند. وقتی آنها مشغول خوردن بودند، صدای قرچ‌قروچ خرد شدن چیپس با یک کامپیوتر تقویت و سپس دوباره برای خودشان پخش می‌شد تا ببینند آیا در برداشت آنها از تازگی چیپس تاثیری می‌گذارد یا خیر.
اسپنس با بلندتر کردن صدای قرچ‌قروچ یا با تقویت فرکانس‌های بالا، کاری کرد که افراد چیپس‌ها را ۱۵درصد تازه‌تر ارزیابی کنند. این پژوهش به همکاری با هستون بلومنتال در رستوران «مرغابی چاق» در برکشایر انجامید که هنگام شام برای بهتر کردن طعم صدف، برای مشتریان خود صدای برخورد امواج با ساحل را پخش کرد و برای خوشمزه‌تر کردن بیکن و تخم‌مرغ، صدای جلزوولز بیکن هنگام سرخ شدن را. اسپنس که اکنون مشغول بررسی این نکته است که چرا چیپس‌ها را در پاکت‌های پرسروصدا بسته‌بندی می‌کنند، گفت: «خیلی خوشحالم از اینکه این جایزه را می‌گیرم.»
جایزه ایگنوبل پزشکی به دن ارایلی از دانشگاه دیوک در کارولینای شمالی به خاطر پژوهش تاریخ‌سازش اعطا شد که ثابت کرد دارونماهای گران‌قیمت از نمونه‌های ارزان‌تر خود موثرترند. گروه ارایلی به داوطلبان گفتند که دارند نوع جدیدی از مسکن را به آنها می‌دهند، اما در عین حال به بعضی از آنها می‌گفتند که مسکن گران‌قیمتی خورده‌اند و به اطلاع بقیه می‌رساندند که مسکن آنها از نوعی بسیار ارزان‌قیمت‌تر است.
اگرچه هیچ کدام از آنها درواقع چیزی جز قرص قند نخورده بودند، اما آنهایی که خیال می‌کردند مسکن‌شان خیلی گران‌تر است، وقتی شوک الکتریکی ضعیفی به آنها وارد شد، درد کمتری اعلام کردند. ارایلی در مراسم اعلام کرد: «این پرافتخارترین روز زندگی من است. جایزه‌های ایگنوبل آمیخته به شوخی‌اند اما پژوهش‌های انجام‌شده اغلب چیزهایی را بررسی می‌کنند که در زندگی واقعی اتفاق می‌افتند. برای مثال چرا هروقت نان تستی که به آن کره مالیده‌ایم از دست‌مان رها می‌شود از طرف کره‌ای‌اش روی زمین می‌افتد؟»
ارایلی گفت پژوهش‌ او در صنعت داروسازی کاربردی جدی دارد زیرا به بسیاری از بیماران گفته می‌شود که تنها می‌توانند داروهای ارزان‌تر مصرف کنند، یا از شیوه‌های به ظاهر کم‌خرج‌تری برای درمان استفاده کنند که این می‌تواند مانع از تاثیر درست و موثر داروها شود. درست است که ترکیبات موثر دارو به برطرف کردن نشانه‌های بیماری کمک خواهد کرد، اما این کار را اغلب همزمان با آنچه تاثیر دارونما نامیده می‌شود انجام می‌دهند که مکانیسم‌های شفادهنده خود بدن را نیز به راه می‌اندازند.
ازجمله برندگان دیگر مردم سوئیس هستند که به خاطر قبول این اصل قانونی که گیاهان هم شأن دارند، جایزه ایگنوبل صلح امسال را به خود اختصاص دادند.
جفری میلر، روان‌شناس تکاملی دانشگاه نیومکزیکو که در اقتصاد ایگنوبل برد، نشان داد که رقاصه‌ها وقتی در حال تخمک‌گذاری باشند انعام بیشتری از مشتریان می‌گیرند و دانشمندان سن‌دیه‌گو که نشان دادند مو، نخ و هر چیز دیگری از این دست اگر امکان داشته باشد گوریده خواهند شد، جایزه ایگنوبل فیزیک را از آن خود ساختند. اما همه برندگان درک نمی‌کردند که چرا کارشان باعث خنده دیگران می‌شود.
ماری کریستین کادیرگو که ثابت کرده کک روی بدن سگ بلندتر می‌پرد تا روی بدن گربه و به خاطر این کار ایگنوبل زیست‌شناسی گرفته است، گفت: «با آنکه ممکن است از نظر بعضی‌ها مسخره و شاید حتی احمقانه و بی‌فایده باشد، اما این بخشی از یک پروژه تحقیقاتی جامع‌تر درباره زیست‌شناسی کک‌ها بود ... شناخت بهتر از زیست‌شناسی کک می‌تواند به کنترل موثرتر آنها بینجامد و به این ترتیب به دامپزشکان و صاحبان حیوانات خانگی کمک کند و در نهایت به سود حیوانات محبوب‌مان باشد.»
توشیوکی ناکاگاکی از دانشگاه هوکایدو در ژاپن نیز به همین اندازه از گرفتن جایزه ایگنوبل در علوم اعصاب شناختی متحیر بود. او نشان داد که کپک‌های مخاطی می‌توانند در یک ماز ساده راه‌شان را پیدا کنند. ناکاگاکی گفت: «تعجب می‌کنم کجای کار ما توجه جایزه ایگنوبل را جلب کرد. این جایزه پژوهش ما را چطور ارزیابی کرد؟ ما همیشه جدی هستیم و نمی‌دانیم چرا آنها پیش از آنکه فکر کنند می‌خندند.»
● و برندگان عبارت‌اند از ...
ـ فیزیک: دوریان ریمر از انستیتو اقیانوس‌نگاری اسکریپس در کالیفرنیا به خاطر کشف آنکه چرا طناب، مو و سیم هرچه درازتر باشند بیشتر گره می‌خورند.
ـ شیمی: مشترکا به شاری آمپیر از دانشگاه پورتوریکو به خاطر کشف آنکه کوکاکولا اسپرم‌کش است و به چوآنگ‌یی هونگ از دانشگاه پزشکی تایپه به خاطر آنکه ثابت کرد این طور نیست.
ـ زیست‌شناسی: ماری کریستین کادیرگو از دانشکده ملی دامپزشکی در تولوز فرانسه به خاطر کشف آنکه کک‌ها روی بدن سگ بلندتر می‌پرند تا روی بدن گربه.
ـ پزشکی: دن ارایلی از دانشگاه دیوک برای ثابت کردن آنکه دارونماهای گران‌قیمت از همتایان ارزان‌تر خود مسکن‌های قوی‌تری هستند.
ـ اقتصاد: جفری میلر از دانشگاه نیومکزیکو به خاطر کشف آنکه رقاصه‌ها در زمان تخمک‌گذاری‌شان انعام بیشتری از مشتری‌ها می‌گیرند.
ـ باستان‌شناسی: آستولفو ملو آراخو از دانشگاه سائوپائولو در برزیل به خاطر اندازه‌گیری آنکه یک مکان
حفاری باستان‌شناختی تا چه حد می‌تواند در نتیجه فعالیت‌های یک آرمادیلو به هم بریزد.
ـ علوم اعصاب شناختی: توشیوکی ناکاگاکی از دانشگاه هوکایدو در ژاپن به خاطر کشف آنکه جانداران آمیب‌مانند می‌توانند معماهای ساده را حل کنند.
ـ ادبیات: دیوید سیمز از دانشکده بازرگانی کاس در لندن به خاطر کشف آنکه چرا در محیط کار حرامزاده وجود دارد.
ـ غذیه: چارلز اسپنس از دانشگاه آکسفورد به خاطر آنکه با تقویت صدای قرچ‌قروچ کاری کرد که چیپس‌های کهنه خوشمزه‌تر شوند.
ـ صلح: کمیته اخلاق بیوتکنولوژی غیرانسانی دولت سوئیس و شهروندان سوئیس به خاطر به رسمیت شناختن شأن گیاهان.
● پزشکی؛ ناجی زنان
از مدت‌ها پیش تصور می‌شد سرطان‌های مجاری مخرجی ـ تناسلی و به‌ویژه سرطان گردن رحم ناشی از عاملی باشند که از طریق روابط جنسی انتقال می‌یابد. در فرضیه غالب فرض بر این بود که نوعی ویروس تبخال عامل این سرطان‌ها است. اما‌هارالد زورهاوزن هرگز نتوانست DNA این ویروس را در سلول‌های سرطانی گردن رحم بیاید.
بنابراین حدس زد که ویروس دیگری به نام ویروس پاپیلومای انسان (HPV) باید در ایجاد این سرطان نقش داشته باشد. او به این نتیجه رسید که اگر سلول‌های سرطانی انسان به وسیله یک ویروس تغییر شکل یافته باشند، ناگزیر اطلاعات ژنتیکی ویروس نیز باید با ژنوم میزبان ادغام شده باشد. طبق اصل زورهاوزن در سرطان همواره باید ژنوم ویروسی حاضر و در نسخه‌برداری‌ها فعال باشد.
علاوه بر این نشان داد که DNA ویروس در تومورهای سرطانی می‌تواند حضور داشته باشد بدون آنکه در همانندسازی یا تولید اجزای ویروس شرکت داشته باشد و بنابراین باید به طریق دیگری آن را یافت. در سال ۱۹۷۴ زورهاوزن نخستین مقاله خود را درباره تلاش برای یافتن DNA ویروس HPV در سرطان گردن رحم و زگیل‌های تناسلی منتشر ساخت. به این ترتیب‌هارالد زورهاوزن برخلاف دیدگاه‌های غالب آن زمان، فرض کرد که ویروس پاپیلومای انسان باید در سرطان گردن رحم نقش داشته باشد.
درواقع فرض او این بود که اگر سلول‌های سرطانی حاوی یک ویروس سرطان‌زا باشند، DNA ویروس باید در DNA آنها ادغام شده باشد. بنابراین ژن‌های HPV که موجب تکثیر سلول می‌شوند باید با روش‌های جست‌وجوی اختصاصی سلول‌های سرطانی برای یافتن این نوع DNA ویروسی، قابل تشخیص باشند. زورهاوزن به مدت ده سال با جست‌وجوی انواع مختلف HPV این ایده را دنبال کرد. اما این واقعیت که تنها بخش‌هایی از ویروس در ژنوم میزبان ادغام می‌شدند، این جست‌وجو را بسیار دشوار می‌ساخت.
او در نمونه‌های زنده‌ای که از بافت سرطانی گردن رحم برداشت، DNA جدیدی متعلق به HPV یافت و به این ترتیب در سال ۱۹۸۳ نوع تومورزای HPV۱۶ را کشف کرد. یک سال بعد انواع ۱۶ و ۱۸ این ویروس را از بیماران مبتلا به سرطان گردن رحم کلون کرد. این دو نوع در نزدیک به ۷۰ درصد نمونه‌برداری‌های سرطان گردن رحم در سرتاسر جهان یافته شده‌اند.
باری که ویروس‌های پاپیلومای انسانی بر بخش بهداشت عمومی‌در سرتاسر جهان تحمیل می‌کنند بسیار قابل توجه است. بیش از ۵ درصد تمام موارد ابتلا به سرطان در همه جهان ناشی از آلودگی به این ویروس است. ویروس پاپیلومای انسانی رایج‌ترین عامل بیماریزایی است که به طریق جنسی منتقل می‌شود و در مناطقی ۵۰ تا ۸۰ درصد جمعیت را مبتلا می‌کند. از میان بیش از ۱۰۰ نوع ویروس HPV که تاکنون شناخته شده، نزدیک به ۴۰ ویروس مجاری تولیدمثلی را آلوده می‌کنند و ۱۵ تا از آنها زنان را به شدت در خطر ابتلا به سرطان گردن رحم قرار می‌دهند.
علاوه بر این ویروس HPV در بعضی سرطان‌های آلت تناسلی مردان و زنان، سرطان دهان و سرطان‌های دیگر نیز یافته می‌شود. ویروس پاپیلومای انسان را در ۷/۹۹ درصد از زنانی که سرطان گردن رحم به لحاظ بافت‌شناختی در آنها تایید شده می‌توان تشخیص داد. این ویروس در سال نیم میلیون زن را مبتلا می‌سازد.
هارالد زورهاوزن ویژگی‌های جدیدی را در HPV نشان داد که به درک مکانیسم‌های انواع سرطان‌های ناشی از پاپیلوما و شرایط لازم برای باقی ماندن ویروس در بافت و تغییر شکل ویروس انجامید. او انواع ۱۶ و ۱۸ این ویروس را برای جامعه علمی‌قابل تهیه ساخت. بر پایه تحقیقات و دستاوردهای او سرانجام واکسن‌هایی ساخته شد که در برابر این دو نوع پرخطر ویروس تا ۹۵ درصد محافظت ایجاد می‌کنند. این واکسن‌ها سبب می‌شوند که در مجموع نیاز کمتری به جراحی وجود داشته باشد و از بار جهانی سرطان گردن رحم کاسته شود.
● پزشکی؛ شوالیه‌های تاریکی
در سال ۱۹۸۱ در کالیفرنیا و نیویورک نشانه‌های یک بیماری جدید خطرناک توصیف شد. در این گزارش به مردان جوانی اشاره شده بود که دچار بیماری‌های خطرناک مختلفی ‌می‌شدند که تا پیش از آن در این بخش از جمعیت دیده نمی‌شد. مرکز کنترل بیماری‌ها وارد مرحله اقدام فوری شد واین بیماری را سندرم نقص ایمنی اکتسابی یا AIDS نامید. معلوم شد که این بیماری جدید است و تعداد افراد مبتلا به سرعت دارد افزایش می‌یابد.
یک بررسی همه‌گیرشناسی گسترده در سال ۱۹۸۲ به این نتیجه رسید که ایدز در سرتاسر جهان انتشار یافته است. زیرمجموعه‌ای از جمعیت که بیش از همه در خطر این بیماری قرار داشتند مردان هم‌جنس‌گرا و معتادان تزریقی بودند اما در عین حال در افراد دگرجنس‌خواه، مبتلایان به هموفیلی و مهاجران‌هائیتی هم مواردی دیده می‌شد. نقص ایمنی در این بیماری مربوط به از بین رفتن سریع سلول‌های T و سلول‌های آنتی‌ژن‌ساز بود.
نشانه‌های بالینی ایدز عبارت از ابتلای مداوم به عفونت‌های فرصت‌طلب مانند سل و سرطان غدد لنفاوی در افراد سالمی‌بودند که هیچ سابقه‌ای از اختلالات وراثتی در آنها دیده نمی‌شد. بررسی‌های همه‌گیرشناختی در آن زمان نشان داده بود که این بیماری از طریق تماس جنسی، از جفت به جنین و از طریق تزریق پلاسمای خون منتقل می‌شود. اما در ابتدا معلوم نبود که ایدز اصلا یک بیماری است زیرا تمام اندام‌ها را درگیر می‌کرد و بعید بود این همه فقط یک عامل داشته باشد. با این حال تا پایان سال ۱۹۸۲ چندین آزمایشگاه در تلاش بودند علت ایدز را پیدا کنند.
برخی شواهد حاکی از آن بودند که پای نوعی رتروویروس در میان است. سرپرستی یکی از تیم‌های پژوهشی که در این باره کار می‌کرد با فرانسوا بارسینوسی و لوک مونتانیه در واحد سرطان‌شناسی ویروسی در انستیتو پاستور بود. یک سال بعد آنها توانستند از مبتلایان به بیماری گره‌های لنفاوی که نشانه‌های اولیه ایدز را داشتند سلول‌های گره لنفاوی را جدا کنند. از این رو تصمیم گرفتند وجود ویروس را با بررسی مداوم لنفوسیت‌های بیمار در مرحله نخستین عفونت که هنوز سلول‌های T از بین نرفته‌اند آزمایش کنند.
کشت لنفوسیت‌های جداشده به آنها امکان داد وجود یک عامل ویروسی بالقوه را بررسی کنند. کاهش شدید لنفوسیت‌ها در افراد بیمار نشان می‌داد که این سلول‌ها باید هدف اصلی ویروس باشند. در این آزمایش‌ها بود که تایید شد نوعی رتروویروس پستانداران در این بیماری نقش دارد. پادتن‌های این ویروس در سرم خون بیماران شناسایی شد. این ویروس تا آن زمان ناشناخته بود و بارسینوسی و مونتانیه به این نتیجه رسیدند که یک رتروویروس جدید کشف کرده‌اند.
این ویروس در سال ۱۹۹۳ ویروس عامل لنفادنوپاتی یا به اختصار LAV نامیده شد. شناسایی این ویروس که بعدها با نام HIV معروف شد، شناسایی جزئیات مهمی ‌درباره چرخه همانندسازی آن و نحوه برهم‌کنش‌اش با سلول‌های میزبان را امکان‌پذیر ساخت. علاوه بر این به ایجاد روش‌هایی برای تشخیص بیماران آلوده و کنترل فراورده‌های خونی انجامید که انتشار این همه‌گیری را محدود کردند. ساخت چندین گروه از داروهای ضدویروسی جدید نیز نتیجه شناخت ما از جزئیات چرخه همانندسازی این ویروس است.
ترکیبی از پیشگیری و درمان به طور موثری جلوی انتشار این بیماری را گرفته و امید به زندگی را در میان افراد مبتلا افزایش داده است. شناسایی برهم‌کنش‌های سلول ـ میزبان اطلاعات مهمی‌به دست داده که نشان می‌دهد این ویروس چگونه می‌تواند با از کار انداختن لنفوسیت‌ها از سد سیستم ایمنی میزبان عبور کند. اینها همه اطلاعاتی هستند که اگر قرار باشد روزی واکسن یا درمانی برای ایدز پیدا شود، بسیار ضروری خواهند بود.
● زخم‌های کهنه رابرت گالو
امسال جایزه نوبل پزشکی با نادیده گرفتن سهم یک پژوهشگر آمریکایی که نقش مهمی در نخستین کارهای علمی درباره ایدز داشت، باعث شد مناقشه ۲۵ ساله بار دیگر از سر گرفته شود. جایزه نوبل را حداکثر می‌توان به سه نفر داد و درضمن به پژوهشگرانی که درگذشته‌اند نیز تعلق نمی‌گیرد، اما امسال کمیته نوبل تصمیم گرفت این جایزه را به دو نفر از نخستین کاشفان این ویروس و دانشمند سومی بدهد که روی بیماری دیگری کار کرده است. به این ترتیب نیمی از این جایزه میان دو دانشمند فرانسوی، فرانسوا بارسینوسی و لوک مونتانیه، به خاطر کشف HIV تقسیم شده است.
این مساله که چه کسی این ویروس را کشف کرد، در اواسط دهه ۱۹۸۰ هنگامی که معلوم شد از طریق تست‌های تشخیصی حاصل از آن منافع عظیمی عاید کاشفان می‌شود، منجر به مجادلاتی تلخ شد. رابرت گالو (R.Gallo)، استاد دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند در بالتیمور نیز مدعی حقوق حاصل از این کشف بود. این مناقشات شدید درمورد حق مالکیت انحصاری با یک توافق غیرحقوقی حل‌وفصل شد و رئیس‌جمهوران آن زمان دو کشور، رونالد ریگان و ژاک شیراک، بیانیه مشترکی صادر کردند که در آن دو طرف توافق کردند سود حاصل را به تساوی میان خود تقسیم کنند.
جان آکسفورد، ویروس‌شناس دانشگاه کوئین مری لندن، می‌گوید به نظر او گالو هم به همین اندازه شایسته تقدیر بود و دادن این جایزه به هر سه نفر آنها می‌توانست پایان‌بخش این مناقشه باشد. او می‌گوید «به مذاق من خوش نمی‌آید. درست نیست. نخستین واکنش من این بود که گفتم بیچاره گالو! ... متاسفم که این سه نفر را کنار هم نگذاشتند.»
اما برتیل فردهولم (B.Fredholm)، رئیس کمیته نوبل، به هیچ وجه عقیده ندارد که سهم گالو با آن دو دانشمند فرانسوی برابر است. می‌گوید «فکر می‌کنم کاملا جا افتاده است که کشف اولیه این ویروس در انستیتو پاستور انجام شده است.» گالو به آسوشیتدپرس گفته از اینکه او را به حساب نیاورده‌اند خیلی «دلشکسته» است، اما در عین حال افزود که هر سه برنده جایزه امسال شایسته این عنوان هستند.
● فیزیک؛ آینه‌ای که شکست
کیوان فیض‌للهی :از بخت بلند ما جهان متقارن نیست، دست کم در سطوح زیراتمی متقارن نیست. که اگر این چنین بود ماده تازه به وجود آمده در بدو تولد جهان، به دست رقیب دیرینه‌اش، ضدماده از بین می‌رفت و آنچه به جا می‌ماند چیزی نبود جز هیچ. اما در واقع اندکی عدم تعادل یا عدم تقارن در مقدار ماده و ضدماده تولید شده پس از انفجار بزرگ باعث شد ماده بر رقیبش اندکی فزونی یابد و بر اثر همین اختلاف اندک بود که ۱۴ میلیارد سال پس از آن ماجرا، ما به وجود آمدیم.
درک تقارن و نیز عدم آن موضوع تحقیقات پیچیده ای در فیزیک ذرات بنیادی است که دو کشف صورت گرفته در این حوزه در دهه‌های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰، امسال از سوی کمیته نوبل مستحق دریافت جایزه نوبل فیزیک تشخیص داده شد. نیمی از جایزه نوبل فیزیک ۲۰۰۸ به یوئیچیرو نامبو (Y.Nambu)، به خاطر کشف تقارن شکسته در سال ۱۹۶۰، اعطا شد. ماکوتو کوبایاشی (M.Kobayashi) و توشیهیده ماسکاوا (T.Maskawa) نیز به خاطر توضیح علت شکست تقارن و پیش بینی وجود سومین خانواده از کوارک ها در سال ۱۹۷۲، نیم دیگر جایزه نوبل فیزیک ۲۰۰۸ را به طور مشترک دریافت کردند.
قانون تقارن طبیعت، قلب موضوعی است که جایزه نوبل فیزیک امسال به آن مربوط می‌شود. تقارنی که کشف شکسته شدن آن توسط برندگان جایزه نوبل فیزیک امسال در دهه ۱۹۶۰ منجر به تحولات عظیمی‌در زمینه فیزیک ذرات بنیادی شده است. در واقع ما همه فرزندان «تقارن شکسته»‌ایم، پدیده‌ای که باید اندکی پس از وقوع «انفجار بزرگ» در ۱۴ میلیارد سال پیش رخ داده باشد، یعنی درست موقعی که مقادیر یکسانی از ماده و ضدماده به وجود آمده بودند.
در جوار هم بودن ماده و ضدماده، پیامد مرگباری در پی دارد: این دو همدیگر را از بین می‌برند و آنچه به جا می‌گذارند تنها تشعشع خواهد بود. این درست همان چیزی است که باید در نخستین لحظات پس از انفجار بزرگ رخ می‌داد. اما آنطور که پیداست این کهن‌ترین نبرد تاریخ به نفع ماده تمام شده است، که اگر اینگونه نبود ما اینجا نبودیم. اما هستیم، و به نظر می‌رسد که تنها انحرافی اندک از تقارن کامل، چنین سرنوشتی را رقم زده باشد. گویا تنها یک ذره اضافی ماده به ازای هر ده میلیارد ذره ضدماده کافی بوده است تا جهان ما بقا یابد.
به بیان دیگر همین فزونی ماده بذری شد که جهان از آن رویید، بذری که جهان را از کهکشان‌ها، ستاره‌ها، سیاره‌ها و سرانجام حیات پر کرد. با این که امروز به لطف تلاش‌های دانشمندان برجسته‌ای مثل نامبو دریافته‌ایم که پیروزی ماده بر ضدماده به خاطر شکست تقارن بوده است، اما آنچه مایه این تخطی از تقارن در کیهان شده همچنان راز سر به مهری است که بسیاری از فیزیکدانان را به چالش می‌کشاند.
علم فیزیک سال‌های متمادی بر یافتن آن دسته از قوانین طبیعت تمرکز یافته بود که در اعماق گستره وسیعی از پدیده‌های اطراف ما پنهان شده‌اند. قوانین طبیعت باید به شکل بی‌عیب‌ونقصی متقارن و مطلق باشند؛ این قوانین باید در سراسر جهان معتبر باشند. به نظر می‌رسد این رویکرد در بیشتر موقعیت‌ها درست است اما نه همیشه. به همین خاطر است که در سال‌های اخیر تقارن‌های شکسته نیز به اندازه خود تقارن‌ها، موضوع تحقیقات فیزیکدانان قرار گرفته اند.
متقارن پنداشتن جهان نامتعادل ما که در آن تفارن کامل، ایده‌آل‌نایابی بیش نیست، نمی‌تواند دیدگاه چندان واقع‌بینانه‌ای باشد. تقارن و تقارن شکسته، مفاهیمی‌نیستند که تنها به پیچیده‌ترین مباحث فیزیک ارتباط داشته باشند و جز فیزیکدانان کسی از آنها سر درنیاورد. در واقع انواع گوناگونی از تقارن و تقارن شکسته، بخشی از زندگی روزمره‌مان را تشکیل می‌دهند؛ نخستین حرف الفبای انگلیسی (A) را در نظر بگیرد، وقتی در آینه به آن نگاه کنیم تغییری نمی‌کند. اما آخرین حرف این الفبا (Z) این تقارن را به راحتی می‌شکند.
از سوی دیگر اگر حرف Z را وارونه کنیم (حول محور افقی ۱۸۰ درجه بچرخانیم) بدون تغییر می‌ماند، اما اگر این کار را با A انجام دهیم باز هم تقارن شکسته خواهد بود. تئوری پایه ذرات بنیادی سه اصل متفاوت از تقارن را توضیح می‌دهد: تقارن آینه‌ای (پاریته)، تقارن بار و تقارن زمان. در زبان فیزیک برای نشان دادن این سه تقارن از حروف P (پاریته)، C (تقارن بار) و T (تقارن زمان) استفاده می‌شود. در تقارن آینه‌ای تمام رویدادها چه مستقیما و چه درون آینه دیده شوند، باید دقیقا به یک شکل رخ دهند. در واقع نباید هیچ تفاوتی بین چپ و راست وجود داشته باشد و هیچکس نباید بتواند تشخیص دهد آنچه می‌بیند در دنیای واقعی است یا در تصویر آینه‌ای دنیا.
اصل تقارن بار بیان می‌کند که ذرات باید رفتاری دقیقا مشابه رفتار «ضدذره»‌شان داشته باشند. ضدذره، خود دیگری است از یک ذره که دقیقا همان خواص را دارد اما با بار مخالف. بر اساس اصل تقارن زمان نیز، رویدادهای فیزیکی در سطح میکرو، چه در جهت زمان رخ دهند و چه در خلاف جهت زمان، باید به یک اندازه مستقل باشند. شاید به نظر برسد که تقارن‌ها در فیزیک تنها ارزش زیباشناختی دارند، اما با توجه به توانایی آنها در ساده‌سازی محاسبات بی‌نهایت دشوار، این تقارن‌ها در توصیف ریاضیاتی دنیای میکرو نقشی انکارناپذیر دارند و حتی از این هم مهم‌تر، این تقارن‌ها متضمن بسیاری از قوانین بقایی است که بر دنیای ذرات حکمفرما است.
برای مثال قانونی وجود دارد که می‌گوید در جریان برخورد میان ذرات، انرژی از بین نمی‌رود. به بیان دیگر این قانون می‌گوید که انرژی باید پیش و پس از برخورد یکسان باشد که در واقع گواهی است از تقارن معادلات توصیف‌کننده برخورد میان ذرات بنیادی. یا قانون دیگری وجود دارد موسوم به بقای بارهای الکتریکی که به تقارن موجود در تئوری الکترومغناطیس مربوط می‌شود.
در میانه قرن بیستم بود که سر و کله مفهوم تقارن شکسته در بررسی‌های اصول پایه ماده پیدا شد. در آن زمان فیزیک سراسر غرق در دستیابی به بزرگ‌ترین رویایش بود، اتحاد کوچک‌ترین اجزای سازنده طبیعت و تمام نیروها در قالب یک تئوری یکپارچه. اما هرچه فیزیکدانان بیشتر تلاش می‌کردند، فیزیک ذارت بنیادی پیچیده‌تر و پیچیده‌تر می‌شد.
شتابدهنده‌های جدیدی که پس از جنگ جهانی دوم ساخته شدند، جریان پایداری از ذرات تولید کردند که تا آن زمان هرگز مشاهده نشده بود. بیشتر این ذرات با مدل‌هایی که فیزیکدانان در آن زمان می‌شناختند، سازگاری نداشت. مدل‌هایی که می‌گفتند ماده از اتم‌هایی تشکیل شده‌اند که در هسته آن پروتون و نوترون قرار دارد و الکترون‌ها نیز به دور آن می‌چرخند. اما بررسی‌های عمیق‌تر در مورد درونی‌ترین نواحی ماده پرده از این حقیقت برداشت که پروتون‌ها و نوترون‌ها خود حجابی‌اند بر ساختاری سه تایی از «کوارک»‌ها.
حالا دیگر تقریبا تمام قطعات پازل در جای خودشان قرار گرفته بودند؛ مدل استانداردی برای بخش‌های غیر قابل تقسیم ماده که سه خانواده از ذرات را دربرمی‌گیرند. سرانجام با تلاش‌های ارزشمند فیزیکدانان ذرات بنیادی در چند دهه اخیر مدل استاندارد توانست سه تا از چهار نیروی اساسی طبیعت (الکترومغناطیس، هسته‌ای ضعیف، هسته‌ای قوی و گرانش) و حامل‌های شان را دربر بگیرد. گرانش، چهارمین نیروی اساسی طبیعت با وجود ملموس‌ترین بودن هنوز در مدل استناندارد نگنجیده است. اگرچه درک گرانش به سادگی سقوط سیبی از درخت است اما یکی از بزرگ ترین چالش‌ها و شاید بزرگ‌ترین چالش پیش روی فیزیکدانان ذرات بنیادی به شمار می‌ورد.
مدل استاندارد در واقع ترکیبی است از تمام بینش فیزیک درباره درونی‌ترین بخش‌های ماده که در طول یک قرن گذشته به دست آمده است. مدل استاندارد بر پایه‌های نظری استواری مثل اصول تقارن فیزیک کوانتومی‌و تئوری نسبیت بنا شده و در برابر آزمایش‌های بیشماری ایستادگی کرده است. اما پیش از آن که این مدل از اتهامات بیشمار تبرئه شود، گریبانگیر بحران‌هایی شد که این شالوده استوار را به لرزه انداخت. در واقع این بحران‌ها ناشی از این حقیقت بود که فیزیکدانان فرض کرده بودند قوانین تقارن بر دنیای لیلیپوتی ذرات بنیادی حکمفرما است.
اما بعدها معلوم شد که این همه ماجرا نبود. نخستین شگفتی زمانی رخ داد که دو فیزیکدان نظری چینی- آمریکایی به نام‌های تسونگ دائو لی (T.Lee) و چن نینگ یانگ (C.Yang) در سال ۱۹۵۶ اصل تقارن آینه‌ای (تقارن P) را در مورد نیروی هسته‌ای ضعیف به چالش کشیدند. در آن زمان این تقارن مورد تایید طبیعت، این تقارن چپ و راست، بسان دیگر اصول تقارن یک حقیقت تثبیت شده پنداشته می‌شد. اما لی و یانگ مدعی بودند که باید اصول قدیمی‌دنیای کوانتوم، جایی که ذرات بنیادی در آن وجود دارند را دوباره ارزیابی کنیم. بنابراین آنها که کاملا از نظرشان مطمئن بودند، برای محک زدن این تقارن آینه‌ای مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را پیشنهاد کردند.
تنها به فاصله چند ماه پس از آغاز آزمایش‌ها، واپاشی هسته اتم عنصر رادیواکتیو کبالت۶۰ نشان داد که از اصل تقارن آینه‌ای پیروی نمی‌کند. در واقع زمانی که الکترون‌های خارج شده از هسته کبالت، یکی از جهت‌ها را بر دیگری ترجیح دادند، این تقارن شکسته شد. آنچه در مورد هسته اتم کبالت رخ داد درست مثل این است که در مقابل ایستگاه مرکزی مترو باشید و ببینید که بیشتر مردم به محض بالا آمدن از پله‌های ایستگاه، به سمت چپ می‌پیچند.
همانطور که گفته شد مدل استاندارد تمام ذرات بنیادی شناخته شده و سه تا از چهار نیروی اساسی طبیعت را دربرمی‌گیرد. اما چرا این نیروها تا به این حد متفاوتند و چرا این ذرات جرم‌های متفاوتی دارند؟ برای مثال جرم سنگین‌ترین ذره یعنی «کوارک بالا» سه هزار برابر جرم الکترون است. اصلا این ذرات چرا جرم دارند؟ در اینجا بازهم نیروی هسته‌ای ضعیف و ذرات حامل آن برجسته می‌شود: با این که بوزون‌های W و Z جزو ذرات بسیار سنگین به شمار می‌روند، ذره حامل نیروی الکترومغناطیس یعنی فوتون به کلی فاقد جرم است. بسیاری از فیزیکدانان بر این باورند که تقارن شکسته خودانگیخته دیگری موسوم به مکانیزم هیگز نیز وجود دارد که در نخستین مراحل شکل گیری جهان تقارن اصلی میان نیروها را از بین برده و به ذرات جرم داده است.
نقشه مسیر منتهی به این کشف، توسط یوئیچیرو نامبو و در زمانی کشیده شد که او در سال ۱۹۶۰ نقض خودانگیخته تقارن را برای نخستین بار به فیزیک ذرات بنیادی معرفی کرد. در واقع به خاطر این کشف است که جایزه نوبل فیزیک امسال به او داده شد. نامبو کارش را با بررسی محاسبات نظری روی پدیده چشمگیر دیگری در فیزیک موسوم به ابررسانایی آغاز کرد، پدیده‌ای که بر اساس آن جریان الکتریکی بدون هیچ مقاومتی در ماده جاری می‌شود. نقض خودانگیخته تقارن که چرایی پدیده ابررسانایی را توضیح می‌دهد، بعدها توسط نامبو به زبان دنیای ذرات بنیادی ترجمه شد و روش‌های ریاضیاتی او به تمام تئوری‌های مربوط به مدل استاندارد سرایت کرد.
نقض خودانگیخته تقارن با این که در فیزیک ذرات بنیادی مفهوم پیچیده‌ای است اما نمونه‌های پیش پا افتاده آن را در زندگی روزمره نیز می‌توان دید. برای مثال مدادی را فرض کنید که روی ته صافش سرپا ایستاده است. مداد در این حالت کاملا متقارن است و همه جهت‌ها به یک اندازه‌اند اما به محض افتادن مداد، این تقارن می‌شکند و مداد تنها در یک جهت متقارن خواهد بود. به بیان دیگر با توجه به این که مداد پس از افتادن دیگر نمی‌تواند بیفتد، شرایطش به مراتب پایدارتر می‌شود و به تعبیر فیزیکی به پایین‌ترین سطح انرژی‌اش می‌رسد.
یک محیط خلاء پایین‌ترین سطح انرژی را در کیهان دارد. در واقع خلاء در فیزیک دقیقا حالتی است که در آن انرژی در پایین ترین سطحش قرار دارد. اما این بدان معنی نیست که عاری از هر جرمی ‌باشد. از زمان پیدایش فیزیک کوانتوم به بعد، خلاء به‌شکل فضایی مملو از سوپ جوشانی از ذرات تعریف می‌شود که در حال فوران‌اند، سوپی که در میدان‌های کوانتومی ‌فراگیر اما نامرئی، دوباره به سرعت ناپدید می‌شود. در واقع ما در محاصره انبوهی از میدان‌های کوانتومی‌هستیم که سراسر فضا را پوشانده‌اند؛ در فیزیک کوانتوم چهار نیروی اساسی طبیعت نیز به شکل میدان توصیف می‌شوند. یکی از شناخته شده‌ترین این میدان‌ها میدان گرانش است که همه ما به خوبی آن را می‌شناسیم.
میدان گرانش درست همان چیزی است که ما را روی زمین نگه می‌دارد و مشخص می‌کند که چه چیز بالا است و چه چیز پایین. نامبو دریافت که خواص خلاء در لحظات آغازین جهان می‌تواند بهترین مورد برای بررسی تقارن شکسته خودانگیخته باشد. در واقع خلاء که پایین‌ترین سطح انرژی است با بیشتر حالت‌های متقارن، مطابقت ندارد.
به بیان دیگر در این حالت درست مثل مدادی که افتاده بود، تقارن میدان کوانتومی‌شکسته است و تنها یکی از بیشمار جهت‌های ممکن میدان انتخاب شده است. روش‌های کار نامبو در مورد نقض خودانگیخته تقارن در مدل استاندارد در دهه‌های اخیر مورد بازنگری و اصلاح قرار گرفته است. امروزه از این روش‌ها برای محاسبه اثرات نیروی هسته‌ای قوی به کرات استفاده می‌شود.
● فیزیکدانان سوگوار
فیزیکدانان با این که بر اساس آزمایش های واپاشی هسته اتم رادیواکتیو کبالت ۶۰ دریافتند تقارن بار و پاریته شکسته است اما هنوز بر این باور بودند که هر دوی آنها یعنی تقارن CP به طور قطع در یک زمان نشکسته‌اند. در واقع فیزیکدانان با تکیه بر این ایده که تقارن CP هنوز نشکسته‌است می‌خواستند تسلای خاطری برای دو عزیز از دست رفته یعنی تقارن P و تقارن C بیابند.
به بیان دیگر آنان همچنان بر این باور بودند که اگر پا به دنیایی آینه‌ای بگذاریم که در آن ماده جایش را به ضدماده می‌دهد، قوانین طبیعت تغییر نخواهند کرد. در واقع این ایده به این معنی است که اگر روزی با موجودی فرازمینی ملاقات کنید هیچ راهی وجود ندارد که تشخیص دهید این بیگانه متعلق به دنیا است یا ضددنیا. تنها یک آغوش باز به نشانه خوشامد گویی کافی است تا آنچه نباید بشود، بشود. در آغوش کشیدنی که پیامد فاجعه بار آن نابودی طرفین است و آنچه به جا می‌ماند تنها یک پف انرژی خواهد بود.
در اینجا بود که نیروی هسته ای ضعیف در سال ۱۹۶۴ دوباره در کانون توجه قرار گرفت. در این سال ها نقض جدیدی در قوانین تقارن که در واپاشی ذره عجیبی موسوم به «کائون» ظهور کرد، ذهن داغدار فیزیکدانان نشسته در سوگ دو تقارن از دست رفته را دیگر بار براشفت. در واقع رفتار کائون ها نه ار تقارن بار پیروی می‌کرد و نه از تقارن پاریتی. به این ترتیب تقارن CP، این تنها دستاویز به جا مانده برای فیزیکدانان نیز به باد رفت و کل مدل استاندارد به چالش کشیده شد.
با این که بعدها به کمک کارهای تئوری فیزیکدانان برجسته ای مثل الکساندر ساخاروف (A.Sakharov) کمی از پیچیدگی معمای کائون ها کاسته شد اما این معما که چرا تقارن‌ها شکسته اند تا سال ۱۹۷۲ همچنان به قوت خویش باقی بود. سرانجام در سال ۱۹۷۲ دو فیزیکدان جوان ژاپنی به نام های ماکوتو کوبایاشی و توشیهیده ماسکاوا که به خوبی با محاسبات فیزیک کوانتوم آشنا بودند، پاسخ این معما را در ماتریسی ۳*۳ یافتند. هر ذره کائون از ترکیبی از یک کوارک و ضدکوارک تشکیل شده است.
معمای کائون ها این است که نیروی هسته ای ضعیف این ذرات را وادار می‌کند به طور پی‌در‌پی تغییر ماهیت دهند: کوارک به ضدکوارک و ضدکوارک به کوارک تبدیل می‌شود و به این ترتیب کائون نیز به ضدکائون تبدیل خواهد شد. ماتریس محاسبه کوبایاشی و ماسکاوا احتمالاتی را در می‌گیرد که چگونگی تغییر ماهیت کوارک ها را توضیح می‌دهد.
در واقع بنا به محاسبات این دو فیزیکدان، اگر قرار باشد این تغییر ماهیت همراه با تقارن شکسته دوبل (CP) میان ماده و ضدماده رخ دهد، باید علاوه بر دو خانواده شناخته شده از کوارک ها در آن زمان، خانواده دیگری از کوارک ها نیز وجود داشته باشد. سرانجام آزمایش‌های انجام شده در دهه ۱۹۷۰وجود این خانواده از کوارک ها را ثابت کرد. «کوارک ته» (Buttom Quark) در آزمایش های سال ۱۹۷۴ و «کوارک سر» (Top Quark) در آزمایش های سال ۱۹۷۷ پیدا شد.
● شیمی؛ درخشش یک نور سبز
در دهه ۱۹۶۰ هنگامی‌که یک دانشمند ژاپنی به نام اوسامو شیمومورا بررسی عروس دریایی Aequorea victoria را آغاز کرد که خاصیت نورتابی زیستی دارد، کوچک‌ترین تصوری نداشت که این کار به چه انقلاب عظیمی‌ در علوم زیستی منجر خواهد شد. سی سال بعد مارتین چالفی با استفاده از پروتئین نورتاب سبز این عروس دریایی به بررسی کوچک‌ترین اجزای سازنده حیات یعنی سلول‌ها پرداخت و امروزه دانشمندان با کمک پروتئین‌های راجر تسین که در تمام رنگ‌های رنگین‌کمان می‌درخشند، می‌توانند به بررسی آن دسته از فرایند‌های زیستی بپردازند که پیش از این نامرئی بودند.
همیشه وقتی دانشمندان روش‌هایی پدید می‌آورند که به آنها امکان می‌دهند چیزهای قبلا نامرئی را ببینند، پژوهش گام بزرگی به پیش برمی‌دارد. هنگامی‌که آنتون فان لیوون‌هوک در قرن هفدهم میکروسکوپ را اختراع کرد، دنیای جدیدی به روی بشریت گشوده شد. ناگهان دانشمندان توانستند باکتری‌ها، اسپرم و گلبول‌های خون را ببینند. چیزها‌یی که پیش از آن حتی نمی‌دانستند وجود دارند. جایزه نوبل امسال در شیمی‌ به پژوهش‌هایی تعلق گرفت که تاثیر مشابهی روی علم داشتند. پروتئین نورتاب سبز یا به اختصار GFP در دهه گذشته برای زیست‌شیمی‌دانان، زیست‌شناسان، دانشمندان علوم پزشکی و پژوهشگران دیگر مانند یک ستاره راهنما عمل کرده است.
نور سبز قوی این پروتئین زیر نور آبی و فرابنفش ظاهر می‌شود و برای مثال می‌تواند رشد تومورهای سرطانی را روشن کند؛ پیشرفت بیماری آلزایمر در مغز را نشان دهد؛ یا رشد باکتری‌های بیماریزا را. کاربرد جالب‌تر GFP آن است که پژوهشگران با استفاده از آن می‌توانند عملا فرآیندهای درون هر سلول را دنبال کنند. بدن از میلیاردها سلول تشکیل شده، از سلول‌های پمپ‌کننده عضله قلب و سلول‌های انسولین‌ساز بتا گرفته تا ماکروفاژهایی که باکتری‌های ناخواسته را نابود می‌کنند. پژوهشگران هرچه بیشتر درباره یک نوع سلول بدانند ــ اینکه چطور رشد و عمل می‌کند ــ شانس آنکه بتوانند داروهای موثری با کمترین اثرات جانبی بسازند بیشتر است.
اما بررسی دستگاه این سلول‌های ۰۲/۰ میلی‌متری چندان آسان نیست. مشاهده اجزای سازنده یک سلول ــ پروتئین‌ها، اسیدهای چرب، کربوهیدرات‌ها و مولکول‌های دیگر ــ فراتر از قدرت یک میکروسکوپ عادی است و دنبال کردن فرایندهای شیمیایی درون سلول از این هم دشوارتر است، اما دانشمندان برای کارشان باید تا این سطح وارد جزئیات شوند. برای مثال وقتی پژوهشگران می‌فهمند سلول‌ها چگونه ساخت رگ‌های خونی جدید را آغاز می‌کنند، ممکن است بتوانند کاری کنند که سلول‌های سرطانی نتوانند صاحب شبکه‌ای از رگ‌ها برای تغذیه و دریافت اکسیژن شوند.
طبیعتا این مانع رشد آنها می‌شود. فرایندهای شیمیایی سلول‌ها را معمولا پروتئین‌ها تنظیم می‌کنند. ده‌ها هزار نوع پروتئین مختلف وجود دارد که هر کدام از آنها کار متفاوتی انجام می‌دهد. پژوهشگران با اتصال GFP به هر کدام از این پروتئین‌ها می‌توانند اطلاعاتی حیاتی کسب کنند. می‌توانند بفهمند یک پروتئین خاص در چه نوع سلول‌هایی وجود دارد، می‌توانند حرکاتش را دنبال کنند و شاهد برهمکنش‌هایش با پروتئین‌های دیگر باشند. به لطف نور سبز GFP اکنون دانشمندان می‌‌توانند یک پروتئین خاص را زیر میکروسکوپ ردیابی کنند.
● رنگین‌کمان پروتئینی
مهم‌ترین سهم راجر تسین در انقلاب GFP آن است که او توانست رنگ‌های جدید بسیاری را به جعبه رنگ‌های پژوهشگران اضافه کند. رنگ‌هایی که به مدت بیشتر و با شدت بیشتر می‌درخشند. تسین ابتدا مشخص کرد که بخش رنگزای GFP در رشته ۲۳۸ اسید‌آمینه‌ای این پروتئین به لحاظ شیمیایی چگونه شکل می‌گیرد. پیش از آن پژوهشگران نشان داده بودند که سه اسیدآمینه در موقعیت‌های ۶۵ تا ۶۷ با یکدیگر واکنش شیمیایی می‌دهند تا بخش رنگزا را به وجود آورند.
تسین ثابت کرد که این واکنش شیمیایی نیاز به اکسیژن دارد و نشان داد که چگونه می‌تواند بدون کمک پروتئین‌های دیگر انجام ‌شود. او با کمک تکنولوژی DNA گام بعدی را برداشت و اسیدآمینه‌های گوناگون در بخش‌های مختلف GFP را تعویض کرد. او با این کار توانست پروتئین‌هایی به وجود آورد که در بخش‌های دیگر طیف رنگی هم نور جذب کنند و هم نور منتشر کنند. تسین با امتحان کردن ترکیب‌های مختلف اسیدهای آمینه توانست انواع جدیدی از GFP به وجود آورد که با شدت بیشتر و در رنگ‌های مختلفی همچون فیروزه‌ای، آبی و زرد می‌درخشند.
به این ترتیب است که امروزه پژوهشگران برای مشاهده برهمکنش‌های پروتئین‌های گوناگون می‌توانند آنها را به رنگ‌های مختلف درآورند. اما رنگی که تسین نتوانست با GFP تولید کند قرمز بود. نور قرمز آسان‌تر به بافت‌های زیستی نفوذ می‌کند و از این رو برای پژوهشگرانی که می‌خواهند سلول‌ها و اندام‌های درون بدن را بررسی کنند، بسیار مفید است. در این مرحله بود که دو پژوهشگر روس به نام‌های میخائیل ماتز (M.Matz) و سرگئی لوکیانوف (S.Lukyanov) پا به انقلاب GFP گذاشتند. آنها در مرجان‌های نورتاب به دنبال پروتئین‌های GFPمانند گشتند و شش پروتئین دیگر یافتند که یکی قرمز، یکی آبی و بقیه سبز بودند.
متاسفانه پروتئین قرمز موردبحث که DsRED نام دارد بزرگ‌تر و سنگین‌تر از GFP بود. این پروتئین به جای یک رشته از چهار رشته اسید آمینه تشکیل می‌شود و به عنوان یک برچسب نورتاب در فرایندهای زیستی کاربرد کمتری داشت. تیم پژوهشی تسین این مساله را نیز حل کرد. آنها DsRED را مجددا طوری طراحی کردند که اکنون به عنوان یک پروتئین تک‌رشته‌ای نورتاب پایدار است و بنابراین می‌توان آن را به راحتی به پروتئین‌های دیگر متصل کرد.
علاوه بر این تیم پژوهشی تسین از این پروتئین کوچک‌تر پروتئین‌هایی با نام‌های اشتهاآوری همچون mگوجه‌سبز، mگیلاس، mتوت‌فرنگی، mپرتقال و mلیمو ساخت که به رنگ همین میوه‌ها می‌درخشند. چندین پژوهشگر و شرکت دیگر نیز رنگ‌های جدید به این جعبه رنگ‌های درخشان افزودند. به این ترتیب اکنون ۴۶ سال پس از آنکه شیمومورا برای نخستین بار درباره پروتئین نورتاب سبز نوشت، شهرفرنگی از پروتئین‌های GFPمانند به وجود آمده است که با تمام رنگ‌های رنگین‌کمان می‌درخشند.
● تزریق پروتئین
مایکل چالفی با استفاده از تکنولوژی DNA ژن GFP را پشت سر سوئیچ یک ژن قرار داد که در شش سلول عصبی گیرنده تماس در کرم C.elegans فعال است. سپس این DNA ساخته‌شده را به غده‌های تولیدمثلی یک کرم بالغ تزریق کرد (a). این کرم هرمافرودیت است و می‌تواند خودش را بارور کند. ژن GFP در بسیاری از تخم‌هایی که این کرم می‌گذارد وجود دارد (b). تخم‌ها تقسیم می‌شوند و افراد جدیدی می‌سازند که سلول‌های عصبی گیرنده تماس‌شان زیر نور فرابنفش به رنگ سبز می‌درخشند (c و d). در تصویر دو تا از این سلول‌های عصبی نشان داده شده است (e).

کاوه فیض‌اللهی

منبع : شهروند امروز