ยีน Neanderthal ความซับซ้อนของอะตอมและ "ตัวสร้าง" ของนักเคมี: ซึ่งพวกเขาให้รางวัลโนเบล

ฤดูกาลรางวัลโนเบลประจําปีเปิดทุกเดือนตุลาคมคณะกรรมการในสวีเดนและนอร์เวย์แต่งตั้งผู้ได้รับรางวัล

รางวัลต่าง ๆ ในสาขาวิทยาศาสตร์วรรณกรรมและเศรษฐศาสตร์รวมถึงในสาขาการรักษาสันติภาพ

มีทั้งหมด 6 รางวัล รางวัลละซึ่งแสดงถึงผลงานสร้างสรรค์ของบุคคลหรือองค์กรในด้านใดสาขาหนึ่งโดยเฉพาะ รางวัลนี้มีไว้สำหรับสรีรวิทยาหรือการแพทย์ ฟิสิกส์ เคมี เศรษฐศาสตร์ วรรณกรรม และงานสันติภาพ

ในช่วงโรคระบาด ผู้จัดงานมอบรางวัลแก้ไขขั้นตอน ในปี 2020 และ 2021 งานบางอย่างถูกยกเลิก: งานในสตอกโฮล์มถูกแทนที่ด้วยพิธีมอบรางวัลออนไลน์ และงาน Peace Prize ในออสโลถูกจัดขึ้นโดยมีผู้ชมจำกัด ปีนี้ผู้ได้รับรางวัลจะได้รับเหรียญตราและประกาศนียบัตรในเดือนธันวาคมในรูปแบบดั้งเดิม และผู้ชนะในช่วงสองปีที่ผ่านมาจะได้รับเชิญให้เข้าร่วมพิธีด้วย

คณะกรรมการโนเบลได้ประกาศรายชื่อผู้ชนะในสามด้านแล้ว: ผลลัพธ์ในด้านสรีรวิทยาหรือการแพทย์ ฟิสิกส์ และเคมี เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว

เจตจำนงสุดท้ายของอัลเฟรด โนเบล

รางวัลโนเบลเป็นรางวัลห้ารางวัลที่มอบให้ตามเจตจํานงของอัลเฟรดโนเบลต่อผู้ที่ "ในช่วงปีที่ผ่านมาได้รับประโยชน์สูงสุดต่อมนุษยชาติ" ในสาขาฟิสิกส์เคมีสรีรวิทยาหรือการแพทย์วรรณกรรมและโลก 

ในปี 1968 เพื่อเป็นเกียรติแก่วันเกิดปีที่ 300 ของเขา SverigesRiksbank (ธนาคารกลางของสวีเดน) ให้ทุนสนับสนุนการก่อตั้ง Alfred Nobel Memorial Prize ของธนาคารเพื่อเศรษฐศาสตร์แห่งชาติสวีเดน รางวัลนี้บริหารงานโดยมูลนิธิโนเบลและมักเรียกกันว่า "รางวัลโนเบล" หลังจากการขยายนี้ ผู้จัดงานตัดสินใจว่าจะไม่มีจุดหมายอื่นอีกแล้ว

ตามเจตจำนงของอัลเบิร์ต โนเบล ส่วนใหญ่ทรัพย์สินที่เขาเป็นเจ้าของถูกขายและนำเงินไปลงทุนในสินทรัพย์ที่มีค่าจากดอกเบี้ยจากการลงทุนที่สร้างกองทุนพรีเมี่ยม รายได้ต่อปีแบ่งออกเป็นห้าส่วนเท่าๆ กัน โดยแต่ละส่วนจะนำไปมอบให้กับเงินรางวัลแยกต่างหาก

รางวัลโนเบลหนึ่งรางวัลอาจมอบให้กับหนึ่งหรือสองงาน แต่จำนวนผู้ได้รับรางวัลทั้งหมดไม่ควรเกินสาม กฎนี้เปิดตัวในปี 1968 เท่านั้น แต่โดยพฤตินัยก็ได้รับการเคารพเสมอมา ในเวลาเดียวกัน รางวัลที่เป็นตัวเงินจะแบ่งระหว่างผู้ได้รับรางวัลดังนี้: รางวัลแรกจะถูกแบ่งเท่า ๆ กันระหว่างผลงาน และเท่า ๆ กันระหว่างผู้แต่ง ดังนั้น หากมีการมอบรางวัลการค้นพบที่แตกต่างกันสองรายการ โดยหนึ่งในนั้นถูกค้นพบโดยสองคน จากนั้นผู้ค้นพบจะได้รับหนึ่งในสี่ของส่วนที่เป็นตัวเงินของรางวัล และหากการค้นพบหนึ่งครั้งได้รับรางวัล ซึ่งเกิดขึ้นจากสองหรือสามคน ทุกคนจะได้รับอย่างเท่าเทียมกัน

ห้ามมิให้รางวัลใดรางวัลหนึ่งแก่ผู้ใดหากสมาชิกของคณะกรรมการที่เกี่ยวข้องไม่พบผลงานที่สมควรในกรณีนี้เงินรางวัลจะถูกเก็บไว้จนถึงปีถัดไปตัวอย่างเช่นในปี 1948 ปีแห่งการลอบสังหารมหาตมะคานธีสมาชิกของคณะกรรมการโนเบลนอร์เวย์ปฏิเสธที่จะรางวัลสันติภาพได้รับรางวัลเพราะ "ไม่มีผู้สมัครที่มีชีวิตที่เหมาะสม" 

การคัดเลือกผู้ได้รับรางวัลและการมอบรางวัลนําหน้าด้วยงานจํานวนมากซึ่งดําเนินการตลอดทั้งปีโดยองค์กรทางวิทยาศาสตร์และสาธารณะหลายแห่งทั่วโลกการคัดเลือกผู้ได้รับรางวัลขั้นสุดท้ายดําเนินการโดย Royal Swedish Academy of Sciences (รางวัลในสาขาฟิสิกส์เคมีและเศรษฐศาสตร์) Swedish Academy (รางวัลในวรรณคดี) Nobel Assembly of Karolinska Institutet (รางวัลด้านสรีรวิทยาหรือการแพทย์) และคณะกรรมการโนเบลนอร์เวย์(รางวัลสันติภาพ) 

เจตจำนงของโนเบลหลังการตายของเขาก่อให้เกิดความมากมายข้อพิพาททั้งในสวีเดนและต่างประเทศเนื่องจากนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรปล่อยให้ทรัพย์สมบัติส่วนใหญ่ของเขาในการจัดตั้งรางวัล ครอบครัวของเขาคัดค้านการจัดตั้งรางวัล และผู้ได้รับรางวัลที่เขาเสนอชื่อปฏิเสธที่จะปฏิบัติตามสิ่งที่เขาขอตามความประสงค์ของเขา ต้องใช้เวลาห้าปีในการได้รับรางวัลโนเบลครั้งแรกในปี 2444

พินัยกรรมของอัลเฟรด โนเบล ภาพ: รูปถ่าย: Prolineserver (พูดคุย) เอกสาร: Alfred Nobel, โดเมนสาธารณะ, ผ่าน Wikimedia Commons

รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์

รางวัลโนเบลได้รับรางวัลสำหรับการศึกษาจีโนมนีแอนเดอร์ทัลและการค้นพบเดนิโซวาน

ถึงผู้ซึ่ง?

Svante Paabo(Svante Pääbo), สวีเดน

ผู้ก่อตั้งและศาสตราจารย์ที่สถาบันวิวัฒนาการมานุษยวิทยาของ Max Planck ในเมืองไลพ์ซิก ผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีโอกินาว่า ในอดีต เขาเป็นนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยซูริกและมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่เบิร์กลีย์ และเป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยมิวนิก

Svante Paabo ผู้ได้รับรางวัลโนเบล ภาพ: Linda Vigilant คณะกรรมการโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์

เพื่ออะไร

สำหรับการค้นพบจีโนมของโฮมินินที่สูญพันธุ์ไปแล้วและวิวัฒนาการของมนุษย์

Nobel Assembly Karolinska Institute

สาระสำคัญของงานคืออะไร?

เนื่องจากปัญหาทางเทคนิคที่รุนแรงที่เกี่ยวข้องกับการเสื่อมสภาพของ DNA เป็นเวลาหลายหมื่นปีและการปนเปื้อนของจุลินทรีย์และมนุษย์สมัยใหม่ ไม่เป็นที่แน่ชัดมาช้านานว่าการวิเคราะห์ DNA โบราณของรูปแบบที่สูญพันธุ์ของ hominids นั้นเป็นไปได้หรือไม่ การพัฒนาทางเทคโนโลยีและมาตรฐานการวิจัยที่เสนอโดย Svante Paabo แสดงให้เห็นว่าไม่มีสิ่งใดที่เป็นไปไม่ได้ในเรื่องนี้

เป็นครั้งแรกที่นักวิจัยได้จัดลําดับจีโนมของ Neanderthal (Homo neanderthalensis) ซึ่งเป็นญาติที่สูญพันธุ์ไปแล้วของมนุษย์สมัยใหม่เขายังทําการค้นพบที่น่าตื่นเต้นของ hominid ที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ - Denisovans หรือ Denisovans (Homo denisovensis) 

นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังแสดงให้เห็นว่าการถ่ายโอนยีนสืบเชื้อสายมาจากเผ่าพันธุ์มนุษย์ที่สูญพันธุ์ไปแล้วเหล่านี้ไปยัง Homo sapiens หลังจากการอพยพจากแอฟริกาซึ่งเริ่มขึ้นเมื่อประมาณ 70,000 ปีก่อน นี่เป็นการยืนยันว่าบรรพบุรุษทางกายวิภาคของมนุษย์สมัยใหม่ผสมพันธุ์กับสายพันธุ์อื่นที่อาศัยอยู่ในพื้นที่เดียวกัน

ภาพ: Mattias Karlén คณะกรรมการโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ 

ทำไมถึงจำเป็น

การค้นพบของ Paabo ไม่เพียงทำให้กระจ่างขึ้นประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของมนุษย์ แต่ก็มีนัยในทางปฏิบัติเช่นกัน จากการวิจัยพบว่า จีโนมของคนสมัยใหม่จากชนชาติที่ไม่ใช่ชาวแอฟริกันมีสารพันธุกรรมของมนุษย์นีแอนเดอร์ทัลตั้งแต่ 1 ถึง 2% ในเวลาเดียวกัน ส่วนดีเอ็นเอโบราณมีความแตกต่างกันในมนุษย์ และโดยรวมแล้วประมาณ 20% ของจีโนมของมนุษย์นีแอนเดอร์ทัลได้รับการเก็บรักษาไว้ในมนุษย์สมัยใหม่ และในหมู่ชาวมาลีเนเซียนเช่นจาก 4 ถึง 6% ของจีโนมคือ DNA Denisovan

เนื่องจากคนโบราณมีพันธุกรรมอยู่แล้วปรับให้เข้ากับชีวิตในสภาพแวดล้อมบางอย่างนอกแอฟริกา การผสมข้ามพันธุ์กับบรรพบุรุษทางกายวิภาคของมนุษย์สมัยใหม่ช่วยให้หลังปรับตัวและอยู่รอดในสภาพใหม่

ตัวอย่างเช่น ในหมู่ชาวทิเบตสมัยใหม่รุ่นของยีนทางเดินขาดออกซิเจนที่พวกเขาได้รับมาจากมนุษย์เดนิโซแวนและช่วยให้พวกมันอยู่รอดบนที่สูง อีกตัวอย่างหนึ่งคือชุดของยีนที่มีหน้าที่ในการโต้ตอบกับไวรัส การศึกษาล่าสุดโดยนักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่าอัลลีลที่เก่าแก่บนโครโมโซมอาจส่งผลต่อความเสี่ยงของการพัฒนาระบบทางเดินหายใจล้มเหลวด้วยการติดเชื้อ coronavirus

มีตัวอย่างอื่น ๆ ของการเชื่อมโยงระหว่างอัลลีลโบราณและฟีโนไทป์ของมนุษย์ที่เกี่ยวข้องกับโรคหรือลักษณะพัฒนาการ สาขานี้ยังคงพัฒนาอย่างรวดเร็ว แต่เห็นได้ชัดว่าการศึกษาความเชื่อมโยงระหว่างยีนของบรรพบุรุษกับสรีรวิทยาของมนุษย์ ทำให้สามารถค้นพบคุณสมบัติที่ผิดปกติมากมายซึ่งจะเป็นประโยชน์ในทางการแพทย์

รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์

"บรรพบุรุษ" ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์

ถึงผู้ซึ่ง?

  • Alain Aspect(Alain Aspect) ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัย Paris-Saclay และ Ecole Polytechnique ในเมืองปาเลโซ ประเทศฝรั่งเศส
  • จอห์น คลอเซอร์(จอห์น เอฟ. คลอเซอร์) นักฟิสิกส์วิจัย ที่ปรึกษา และนักประดิษฐ์ที่ JF Clauser and Associates สหรัฐอเมริกา เคยทำงานที่ University of California, Berkeley
  • Anton Zeilinger(Anton Zeilinger) ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยเวียนนา ประเทศออสเตรีย

รางวัลนี้มอบให้กับนักวิจัยทั้งสามคนเท่ากัน

ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ภาพ: รางวัลโนเบล

เพื่ออะไร

สำหรับการทดลองกับโฟตอนที่พันกัน ค้นหาการละเมิดความไม่เท่าเทียมกันของ Bell และวิทยาการคอมพิวเตอร์ควอนตัมผู้บุกเบิก

ราชบัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน

สาระสำคัญของงานคืออะไร?

ผู้ได้รับรางวัลทั้งสามคนได้สำรวจผลกระทบของความพัวพันอนุภาคควอนตัมและการละเมิดอสมการของเบลล์ ย้อนกลับไปในทศวรรษ 1960 นักฟิสิกส์ จอห์น สจ๊วต เบลล์ ได้พัฒนาความไม่เท่าเทียมกันทางคณิตศาสตร์ที่สามารถทดสอบการมีอยู่ของตัวแปรที่ซ่อนอยู่ได้ พวกเขาสามารถอธิบายความเชื่อมโยงลึกลับระหว่างอนุภาคในกลศาสตร์ควอนตัมได้ 

หากความไม่เท่าเทียมกันยังคงมีอยู่ดังนั้นสมมติฐานของสัจนิยมในท้องถิ่นซึ่งบอกว่าวัตถุทั้งหมดมีค่าพารามิเตอร์และคุณลักษณะ "ที่มีอยู่อย่างเป็นรูปธรรม" สำหรับมิติข้อมูลที่เป็นไปได้ ดังนั้นจึงไม่มี "แมวของชโรดิงเงอร์"

American John Krauser พัฒนาแนวคิดของ Bell และเกิดการทดลองเชิงปฏิบัติที่แสดงให้เห็นการละเมิดความไม่เท่าเทียมกันของเบลล์ และด้วยเหตุนี้จึงยืนยันกลศาสตร์ควอนตัม Alan Aspect ดำเนินการวิจัยของ Krauser ต่อและสรุปการทดลองในลักษณะที่จะปิด "ช่องโหว่" ที่เป็นไปได้ซึ่งอาจส่งผลต่อผลลัพธ์

การใช้เครื่องมือขั้นสูงและการทดลองต่อเนื่องยาวนาน Anton Zeilinger เป็นคนแรกที่ใช้สถานะควอนตัมพันกันในทางปฏิบัติ เหนือสิ่งอื่นใด กลุ่มวิจัยของเขาได้แสดงให้เห็นถึงปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเคลื่อนย้ายควอนตัม ซึ่งช่วยให้สถานะควอนตัมสามารถย้ายจากอนุภาคหนึ่งไปยังอีกอนุภาคหนึ่งได้ในระยะไกล

การพัวพันของควอนตัม ภาพประกอบ: Johan Jarnestad, The Royal Swedish Academy of Sciences

ทำไมถึงจำเป็น

ผลกระทบที่ซับซ้อนของกลศาสตร์ควอนตัมเริ่มต้นขึ้นค้นหาการใช้งานจริง ขณะนี้มีงานวิจัยมากมาย ซึ่งรวมถึงคอมพิวเตอร์ควอนตัม เครือข่ายควอนตัม และการสื่อสารที่ปลอดภัยที่เข้ารหัสด้วยควอนตัม ซึ่งอิงจากผลกระทบของการพัวพันของอนุภาค

รางวัลโนเบลสาขาเคมี

ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีสำหรับวิธีง่ายๆ ในการสร้างสารที่ซับซ้อน

ถึงผู้ซึ่ง?

  • แคโรไลน์ เบอร์ทอซซี่(แคโรลิน อาร์. เบอร์ทอซซี) ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด สหรัฐอเมริกา
  • มอร์เทน เมลดาล(มอร์เทน เมลดาล) ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน ประเทศเดนมาร์ก
  • Barry Sharpless(เค. แบร์รี่ ชาร์ปเลส) ศาสตราจารย์จากสถาบันวิจัย Scripps สหรัฐอเมริกา

รางวัลนี้มอบให้กับนักวิจัยทั้งสามคนเท่ากัน

ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี. ภาพ: รางวัลโนเบล

เพื่ออะไร

สำหรับการพัฒนาเคมีคลิกและเคมีชีวภาพ

ราชบัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน

สาระสำคัญของงานคืออะไร?

ในปี 2544 นักวิจัยชาวอเมริกัน BarrySharpless พัฒนาและแนะนำแนวคิดของเคมีคลิก แนวคิดหลักของงานนี้คือโมเลกุลเคมีที่ซับซ้อนสามารถประกอบขึ้นจากองค์ประกอบที่เรียบง่ายได้เช่นเดียวกับบ้านจากตัวสร้างเลโก้ ในกรณีนี้ ปฏิกิริยาควรดำเนินไปอย่างรวดเร็ว และไม่ควรเกิดผลพลอยได้อันไม่พึงประสงค์

ในปี 2545 โดยอิสระ Sharpless ตัวเองและนักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์ก Morten Meldal ได้เสนอปฏิกิริยาทางเคมีที่ทำให้สามารถเข้าใจแนวคิดของเคมีคลิกได้อย่างเต็มที่ ปรากฎว่าเมื่อมีทองแดง monovalent ปฏิกิริยา azide-alkyne cycloaddition สามารถใช้สำหรับการประกอบโมเลกุลที่ซับซ้อนอย่างรวดเร็ว

ปฏิกิริยานี้ส่งผลให้เกิดการบวกสารประกอบอินทรีย์ที่มีหมู่เอไซด์ (-N=N+=N−) มักจะเกี่ยวข้องกับอะตอมของคาร์บอน กับอัลไคเนส - ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวแบบอะไซคลิกซึ่งมีพันธะสามหนึ่งพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอน

ผู้ชนะรางวัลที่สาม แคโรไลน์ เบอร์ทอซซีได้พัฒนาตามหลักการของเคมีคลิก ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่ทำงานภายในสิ่งมีชีวิต ปฏิกิริยาทางชีวมุมฉากไม่รบกวนกระบวนการทางธรรมชาติในเซลล์และทำให้สามารถศึกษาสิ่งมีชีวิตได้

ภาพ: Johan Jarnestad, The Royal Swedish Academy of Sciences

ทำไมถึงจำเป็น

Azide-alkyne cycloaddition ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงถูกใช้อย่างแข็งขันในอุตสาหกรรมยาและเคมี ตัวอย่างเช่น ใช้ในการพัฒนาเภสัชภัณฑ์ สำหรับการทำแผนที่ DNA และการสร้างวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติควบคุม

ปฏิกิริยาทางชีวภาพที่พัฒนาโดย Sharpless,ใช้ทั่วโลกเพื่อศึกษาเซลล์และติดตามกระบวนการทางชีววิทยา โดยการวิเคราะห์กระบวนการเหล่านี้ นักวิจัยได้ปรับปรุง ตัวอย่างเช่น การกำหนดเป้าหมายของยารักษามะเร็งขณะนี้ในการทดลองทางคลินิก

ผู้ได้รับรางวัลจะได้รับอะไรบ้าง?

พิธีมอบรางวัลอย่างเป็นทางการสำหรับผู้ได้รับรางวัลทั้งหมดจะมีขึ้นในวันที่ 10 ธันวาคม ซึ่งเป็นวันที่อัลเฟรด โนเบลถึงแก่อสัญกรรม ณ กรุงสตอกโฮล์ม รางวัลสำหรับแต่ละทิศทางจะเป็น 10 ล้านโครนสวีเดนหรือประมาณ 908,000 ดอลลาร์ 

นอกจากรางวัลเงินสดแล้วยังมีผู้ได้รับรางวัลโนเบลอีกด้วยรับเหรียญรางวัลและประกาศนียบัตรพิเศษจากพระหัตถ์ของกษัตริย์แห่งสวีเดน ประกาศนียบัตรแต่ละใบได้รับการออกแบบอย่างมีเอกลักษณ์โดยสถาบันที่มอบรางวัลสำหรับผู้รับที่ได้รับ ประกาศนียบัตรประกอบด้วยรูปภาพและข้อความเป็นภาษาสวีเดนที่ระบุชื่อผู้ชนะและลิงก์ว่าทำไมพวกเขาจึงได้รับรางวัล

อ่านเพิ่มเติม:

หนังสติ๊กส่งดาวเทียม NASA ขึ้นสู่ท้องฟ้า

พายุแม่เหล็กขนาดยักษ์กำลังเข้าใกล้โลก

สร้างดวงอาทิตย์ขึ้นใหม่บนโลก: นักฟิสิกส์แก้ปัญหาหลักของเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่นได้อย่างไร

บนหน้าปก: Osama Shukir Muhammed Amin FRCP (Glasg), CC BY-SA 4.0 ผ่าน Wikimedia Commons