Summering av de naturvetenskapliga Nobelprisen 2011

Nobelpriset i fysiologi eller medicin 2011: till Bruce Beutler, Jules Hoffmann och Ralph Steinman för upptäckter om immunförsvarets två delar; det medfödda och det förvärvade. Eller det medfödda och det adaptiva. Eller det specifika och det ospecifika. Eller det naturliga och det anpassade. Letar man efter information på svenska blir det snabbt uppenbart att det finns en viss oenighet om vilket ordpar som ska gälla. Kontentan är dock densamma – vi har ett första försvarsled i form av ett försvar som är medfött, snabbt men ospecialiserat, och ett andra, mer långsamt och nischat försvar som vi övar upp under livet.
Årets pris delades lika mellan de två immunförsvarsdelarna; hälften till Beutler och Hoffmann för att de hittat och beskrivit en nyckelmekanism i aktiveringen av det medfödda immunförsvaret, och hälften till Steinmann för upptäckten av dendritceller, som interagerar med immunförsvarets T-celler och hjälper till att förmedla information mellan det medfödda och det förvärvade immunförsvaret.
Årets medicinpris blev också historiskt eftersom Steinman hann avlida, information som inte nådde Nobelförsamlingen innan de tog sitt beslut – och Nobelpriset får inte ges till forskare som inte längre lever, oavsett hur bra deras forskning är. Dock får det ges till de som hinner avlida mellan tillkännagivandet i oktober och prisutdelningen två månader senare, och det beslutades att Steinman kan få räknas till den kategorin.
Nobelpriset i fysik 2011: till Saul Perlmutter, Brian Schmidt och Adam Riess för bortflyende supernovor och universums allt snabbare utvidgning. Perlmutter och Schmidt ledde varsitt forskarlag som mätte hur snabbt supernovor i andra galaxer rör sig bortåt, och Riess var en av medlemmarna i Schmidts grupp. Det finns svenska kopplingar till båda grupperna: Perlmutters grupp inkluderade bland annat Ariel Goobar, som nu forskar vid Albanova, och hans kollega Jesper Sollerman ingick i Schmidts projekt.
Den första nyckelupptäckten, det första beviset för att universum utvidgas snabbare, gjordes så sent som hösten 1997 (man kan se en sida från Adam Riess labbloggbok här). Att universum expanderar var känt sedan tidigare, men det antogs allmänt att utvidgningen skulle gå långsammare och långsammare – i linje med hur vår vardagsintuition för hur explosioner beter sig. Skillnaden mellan intuitionen och hur universum verkligen beter sig orsakas av att universum innehåller mörk energi, till och med domineras av den. Vilket i sin tur öppnar för nya forskningsfrågor, eftersom den mörka energin ännu till stor del är outforskad och oförklarad.
Nobelpriset i kemi 2011: till Dan Shechtman för upptäckten av kvasikristaller, oregelbundna kristaller vars mönster inte upprepar sig. Enligt dåvarande teorier var kvasikristaller omöjliga – ingen trodde på annat än kristaller som upprepade samma mönster med jämna mellanrum – och Shechtman mötte en hel del motstånd innan han lyckades få sin forskning publicerad.
Väl där fanns redan matematiska verktyg för att beskriva kvasikristaller – de hade utvecklats som en följd av matematikers arbete kring tesselering; hur man täcker ytor med geometriska figurer utan att lämna några hål. Matematikern Roger Penrose beskrev bland annat en enkel tesselering med bara två rombliknande figurer. Teoretiskt och världsfrånvänt? Inte då. Mönstret har bland annat använts som prägling på toalettpapper (fast i en form som man får anta var periodisk någonstans, annars hade det blivit väl dyrt att producera). Det tillverkande företaget ansåg att mönstret gjorde pappret fluffigt och starkt utan att underlätta för pappret att knyckla ihop sig (som regelbundna mönster kan göra).
Man kan också göra snygga kviltade täcken med penrosetesseleringar – se bara här och här.
Litteraturpriset och fredspriset tänker jag inte säga så mycket om, eftersom de ligger längre ifrån mina kärnkunskaper. Men jag gillar Tranströmer, både hans bildspråk och det faktum att han hjälpt till att lyfta fram hur mycket avancerad tankeverksamhet som kan pågå bakom den skakiga och språkberövade fasaden hos en “typisk” strokepatient. Och jag tycker att årets fredspristagare verkar vara väl utsedda.
Länkar
Pressrelease om medicinpriset.
Populärvetenskaplig information om fysikpriset (pdf) och kemipriset (pdf).
Oscar Klein-centrets blogginlägg om fysikpriset (via Populär Astronomi), och DN:s artikel om de svenska forskarna kopplade till supernovaprojekten.
Svenska Wikipedia om mörk energi.
Svenska och engelska Wikipedia om Penrosetesseleringar (sv, en).
Krönika i Läkartidningen (2004) om Tranströmer, språk och stroke.

Nobelpris i kemi 2010 för möjliggörare av komplexa molekylbyggen

Har du haft ont och tagit en värktablett med naproxen nån gång? Då har du redan haft utbyte av årets kemipris.

Kolatomer kan binda till andra atomer på en mängd olika sätt, och generera medelstora till gigantiska komplexa molekyler i miljontals olika varianter. Många viktiga ämnen med diverse tillämpningar inom bland annat medicin är komplexa kolmolekyler som tillverkas naturligt av någon organism – naproxen är bara ett exempel.

Reaktion och precision
Tyvärr är, eller åtminstone var, många av de lovande stora molekylerna hopplöst krångliga att bygga ihop i ett labb, vilket behövs om man ska massproducera dem så de kan användas. Det krävs många steg för att pyssla ihop en stor kolbaserad molekyl. Den Nobelprisbelönade tekniken underlättar sådana molekylbyggen genom att övertala kolatomer att binda till varandra, dessutom på ett sådant sätt att det inte bildas en massa störande, onödiga eller potentiellt farliga biprodukter.

Den populärvetenskapliga informationen – som är så bra att det faktiskt känns lite poänglöst att skriva en bloggpost om det här – uttrycker problemet som “att lura en nöjd atom”. Kolet i de små basmolekyler som används i reaktionerna har redan precis lagom med elektroner, och vill varken ha eller ge bort några fler – något som krävs för en reaktion (och en binding) ska kunna uppstå. Ett andra problem är att få just de kolatomer man vill att reagera, och inga andra – nog så trixigt när ens avsedda molekyl innehåller tiotals med kolatomer. Genom att använda palladium som mötesplats för kolatomer som redan är förberedda att vara lite mer reaktionsbenägna får man kolatomer att reagera med varandra, och till stor del är det rätt kolatomer som reagerar.

Heck, Negisi, Suzuki… och Grignard
Pristagarna Richard Heck, Ei-ichi Negishi och Akira Suzuki har alla utvecklat olika varianter av av palladium-kopplad korskoppling: Heck-reaktionen, Negishi-reaktionen och Suzuki-reaktionen, som kan användas parallelt eller var för sig (Heckreaktionen är den som används för storskalig tillverkning av naproxen). De har i sin tur byggt på en metod som kallas Grignards reagens, som Grignard fick Nobelpriset för för nästan 100 år sedan.

Länkar
Nyhetsrelease
Populärvetenskaplig information (pdf)
Avancerad information (engelska, pdf)

Nobelpris i fysik 2010 för tvådimensionella “supermaterialet” grafen

Årets fysikpris, till Andre Geim och Konstantin Novoselov, delas ut för arbete som presenterades för så kort tid som 6 år sedan (i Science, Oktober 2004). Båda kommer från Ryssland men arbetar nu på University of Manchester i Storbritannien.

Grafen, som de båda fått priset för, är ett tvådimensionellt material – en supertunt flak av välordnade kolatomer, enbart någon atom tjockt. Teoretiskt sett ska så tunna material inte vara stabila, utan snarare bryta upp sig och bli håliga. Därför väckte grafen stor uppmärksamhet – och inte blev det sämre av att materialet dessutom är starkt, lätt, böjbart, genomskinligt och kan leda ström. En dröm för tekniska tillämpningar, helt enkelt.

“Ett grafenlager som är tungt som en katts morrhår kan hålla uppe hela kattens vikt”
sa en nyss intervjuad forskare i SVTs livesänding (namn?). [korrigerat efter kommentar från mjn – tack!]

För mer detaljer rekommenderas Geims reviewartikel från Science förra året.

En del av den ursprungliga uppmärksamheten kring materialet kom också från den fantastiskt enkla tillverkningsmetoden som Geim och Novoselov kom på: att lägga grafit mellan två lager tejp, dra isär, och upprepa. Så vackert! Materialet har gått som en storm genom fysik- och kemilabb jorden runt, och spås inom ett par år leda till tillämpningar som vanligt folk kan hålla i handen.

Det är roligt med två så unga pristagare. Novoselov är född 1974, och därmed den yngsta pristagaren sedan 1970-talet. Geim är något äldre, född 1958 (vilket fortfarande är ungt i Nobelpriskretsar). Men med tanke på att han fått IgNobelpriset för några år sedan, för att ha leviterat grodor med magnetfält, så kan han definitivt räknas som ung i sinnet. (Tillägg, via @akademiskfrihet: Geim har också författat ett papper – ett seriöst sådant – ihop med sin hamster).

“I am fine, I slept well… I didn’t expect the Nobel prize this year”, sa Andre Geim kolugnt när han intervjuades i direktsändning, och tillade att han tänker fortsätta arbeta som vanligt. Låt oss hoppas att han får; grafen verkar vara ett fantastiskt material att jobba med…

Länkar
Pressrelease

Populärvetenskaplig beskrivning (pdf)
Avancerad information (engelska, pdf)
Ursprungsartikeln i Science
Geims reviewartikel i Science från 2009

Nobelpris i medicin 2010 till provrörsbefruktningens fader

Nästan 4 miljoner “provrörsbarn” – många av dem idag vuxna människor, som inte hade funnits utan in vitro-fertilisering. Mycket mer konkret kan forskningsnytta knappast bli. IVF-teknikens upphovsman, Robert Edwards, är väl värd sitt Nobelpris i medicin.

Däremot blir det ingen blixtbloggning om det här Nobelpriset för min del, eftersom SvD läckte nyheten (enligt dem dessutom baserat på *flera* källor) redan tidigt imorse. Trist och märkligt förhållningssätt hos de som läckt, tycker jag, oavsett motivation. Ingen kommentar från kommitten ännu, men det ska bli intressant att se om de säger något och i så fall vad.

TILLÄGG 14.10 samma dag: och SvD:s redaktionschef väljer mycket märkligt att klappa sig själv, Atterstam och SvD på axlarna för “scoopet” på sin blogg. Jamen, seriöst – ta äran för en läcka som sannolikt snarare beror på interna KI-stridigheter, och dessutom hinta att det/Inger Atterstam därmed är värt Stora Journalistpriset? (jag håller med om att Atterstam är duktig och förtjänar priser i andra sammanhang, men knappast för just detta)

TILLÄGG 17.52 dagen därpå: det slog mig att jag kanske ska påpeka att jag formellt sett är anställd av KI, med en chef som också är med i kommitten. Jag tror inte det påverkar min inställning till läckandet – det är trist oavsett – men jag vill inte att nån ska tro att jag försöker smyga med det…

Länkar
Pressrelease
Mer avancerad information (engelska, pdf)
Engelska wikipedia om IVF
Ursprungsartikeln i The Lancet

Nobelprisgissningar 2010: magkänsla, citationsanalys och ‘prediction markets’

Idag är dagen innan det första Nobelpriset för 2010 tillkännages, och därmed en av de sista dagarna att spekulera i möjliga pristagare (om inte annat för att eventuella senare gissningar lär drunkna i mediebruset kring de faktiskt utdelade prisen, om man nu inte begränsar sitt intresse och fokus till enbart ett av priserna och låtsas att de övriga kategorierna inte existerar).

Mediegissningar kring de naturvetenskapliga priserna är numer ganska vanliga.

Svenska gissningar
DN:s Karin Bojs har som vanligt publicerat sina bästa gissningar i sin söndagskrönika (som dessutom även trycks på engelska). Förra året fick hon också utrymme att berätta lite mer om hur hon gör för att vaska fram sina toppkandidater – bland annat genom att se på citeringar, andra prestigefyllda pris (som Laskerpriset), och på vem som blivit inbjuden till Nobelsymposier. Sannolikt gör de flesta på liknande sätt, viktat med en rejäl portion magkänsla för vad som just nu verkar vara den bästa kombinationen av banbrytande men väldokumenterad forskning med stor samhällsnytta.

Vetenskapsradions reportrar gissade medicin-, fysik- och kemipris i fredags i direktsändning från Nobelmuseet. Jan-Olov Johansson, som i tio år var redaktionschef på Vetenskapsradion, har både bloggat en fascinerande liten historik över Nobelgissandet i Sverige och ett inlägg med förutsägelser kring Nobelpriset i medicin eller fysiologi, som tillkännages imorgon. Också SVT:s Vetandets värld gissar: Medicinreporter Malin Askewall listar tänkbara medicinpriskandidater, Jens Ergon försöker hitta möjliga fysikpristagare, och Ulrika Engström spår kemipristagare.

Internationella gissningar
Internationellt sett är Thomson Reuters och en eller flera vadslagningsfirmor de stora aktörerna (mätt i hur mågna som refererar till dem). Thomson Reuters sitter på en gigantisk hög med (proprietära) data för hur forskare hänvisar till andras forskning, och utnämner numer sina kandidater till “Thomson Reuters Citation Laureates”. De listar förutom de naturvetenskapliga priserna även ekonomipristagare, och brukar enligt sin lista på träffar få rätt på en eller ett par pristagare per år – dock ibland med rätt stora tidsförskjutningar (Luc Montagnier, som fick medicinpriset 2008, förutsades som mottagare 1989 – man får vara ganska generös i sina marginaler om man som TR kallar det för en korrekt förutsägelse).

Vadslagning och andra “marknadsbaserade” förutsägelser av Nobelpristagare har visat sig fungera ganska dåligt – kanske för att hemliga kommittebeslut inte riktigt är den typ av företeelser som lämpar sig för sådana system, och för att det finns så många möjliga pristagare (men se även Christians kommentar nedan). Jag rekommenderar den här diskussionstråden om ekonomipriset och prediction markets (från en av Reuters bloggar). I år verkar vadslagningsfirman Ladbrokes enbart lista litteraturpristagare (med Tomas Tranströmer och Haruki Murakami i topp), medan en annan onlinefirma, Paddypower, har vadslagning om fredsprisvinnare (med Liu Xiaobo i topp). Harvards Department of Economics har vad de själva kallar “the world’s most accurate prediction market”, The Nobel Memorial Prize in Economics Pool, som öppen för alla ekonomer – resultaten tillkännages dagen innan priset, söndag den 10:e oktober.

Klart är att det finns många möjliga pristagare, och stor chans att pricka fel. Att följa Nobels originalinstruktioner om att belöna den bästa forskningen under det gångna året har länge varit omöjligt – idag finns så mycket forskning och forskare i olika subfält, och så många spår att följa, att åtminstone något decenniums efterföljande forskning först måste få utvisa vad som är mest banbrytande och användbart, och vilka teorier som verkligen stämmer. Det finns ett intressant papper på arXiv som visar att det blivit allt svårare att förutsäga kemi- och fysikpristagare baserat på bibliometriska data, eftersom forskningsfälten vuxit och fragmenterats – det är helt enkelt för många träd för att skogen ska synas.

Hur som helst, en av årets nyheter är att man kan se en livesändning av tillkännagivandena av Nobelprisen, och man kan skaffa en liten widget som man kan bädda in på sin egen sida. Detta måste självklart testas… se nedan!

Nobelpristillkännagivandewidget [lär kräva Flash 10]

Nobelpriset i kemi 2009 för ribosomer i 3D

Minsann, det ser ut som om Karin Bojs prickade en till Nobelpristagare i årets gissningsrunda: Ada Yonath, som tillsammans med Thomas Steitz och Venkatraman Ramakrishnan får kemipriset för att de lyckats lista ut hur ribosomer, en nyckeldel i cellens små DNA-till-protein-maskineri, fungerar och är formade.

En intressant lokalpatriotisk parentes är att ribosomers storlek anges i den för oss vanliga dödliga rätt obskyra enheten “Svedberg“, efter den svenske kemisten Theodor Svedberg (också han Nobelpristagare i kemi, fast 1926) som arbetade med dispersa system och uppfann den analytiska ultracentrifugen. En Svedberg motsvarar 10-13 sekunder (enheten, som också kallas “sedimentationskoefficient“, definieras som sedimentationshastigheten delat med accelerationen), och eftersom större partiklar i allmänhet sedimenteras snabbare så har de också vanligtvis ett högt Svedbergvärde.

Ada Yonaths insats består av något som många från början trodde var omöjligt; hon har tagit fram 3D-strukturen för ribosomen med hjälp av röntgenkristallografi. Ribosomer har två delar, som var och en består av RNA tätt omlindad av proteiner. Den aktiva delen, som utgår från mRNA (budbärar-RNA) och bygger ihop aminosyror till proteiner, består av RNA. Metoden går ut på att översätta det prickmönster som bildas av starka röntgenstrålar när de studsar mot mot atomerna i en kristall; och det är inte den enda krångliga biten – man måste dessutom ha tillgång till en synkrotom som ger röntgenstrålningen. Slutligen måste man kunna få det man vill studera att bilda en ren och fin kristall, vilket kan vara rejält meckigt när man har med biologiskt material att göra – och ju större molekyl desto värre blir det. Den mänskliga ribosomen består av totalt fyra RNA-molekyler och 70-talet proteiner – det är alltså en riktigt stor molekyl. Tjugo års hårt arbete krävdes för att Ada Yonath skulle få fram tillräckligt rena, stabila kristaller.

Men utan Thomas Steitz hade det inte räckt hela vägen fram. Han tog hjälp av elektronmikroskop-bilder av ribosomens storskaliga form och placering i kristallen för att kunna tolka röntgenkristallografibilderna, och tog på så sätt fram den första, grovkorniga bilden av hela ribosomen – detaljerad nog att man kunde se RNA-molekylerna. Sedan var det “bara” mer hårt jobb som gällde innan alla tre, Steitz, Yonath och Ramakrishnan, kunde publicera detaljerade tredimensionella strukturer på atomnivå – i princip samtidigt under sensommaren år 2000

Jag minns när bilderna kom, det var otroligt häftigt att se hela maskineriet i detalj (särskilt som jag då dessutom hade gymnasiets biologi och biologibokens tämligen förenklade skisser färska i huvudet). Men det här är inte bara en grundläggande biologisk upptäckt, utan också en potentiell lösning på ett av våra mer hotande medicinska problem: multiresistenta bakterier. Eftersom celler inte överlever utan fungerande ribosomer är bakterie-ribosomer ett möjligt mål för antibiotika. Med formen på ribosomerna klarlagd blir det lättare att ta fram helt nya sorters antibiotika, och därmed försöka hålla sig ett steg framför de allt vanligare antibiotikaresistenta bakterierna.

Länkar
Nobelprisets nyhetsrelease
Nobelprisets populärvetenskapliga information
DN om kemipriset, och Karin Bojs kommentar
Wikipedia om ribosomer och om röntgenkristallografi