جائزة نوبل للكيمياء .. كيف تؤثر إنجازات العلماء الفائزين على حياتنا؟

استغرق فك الشفرة الوراثية للإنسان بأكملها 13 عاما. والنتيجة كانت: 3 مليار مكون جيني وما يقارب من 20 ألف من الجينات عند البشر. وتحقق هذا الإنجاز بفضل العالمين والتر غيلبرت وفريد سانغر، واللذان حصلا على جائزة نوبل للكيماء عن منهجهما لكشف تسلسل الحمض النووي للإنسان.

يعد البناء الضوئي أهم تفاعل كيميائي يحدث على سطح الأرض، حيث تستخدم النباتات والطحالب والبكتريا أشعة الشمس من خلال مركبات البروتين الموجودة بالخلايا لديها لتحويل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى أوكسجين. وحصل روبرت هوبر وهارتموت مايكل وجون دايسنهوفر على جائزة نوبل لكشفهم آلية حدوث عملية التمثيل الضوئي.

يساعد الرنين النووي المغناطيسي على كشف تفاصيل القلب والمخ والعظام ومعرفة ما إذا كانت مصابة بأمراض، كالأورام على سبيل المثال. وفاز ريتشارد إرنست بجائزة نوبل عن عمله في تطوير هذه الوسيلة فائقة الجودة للتشخيص باستخدام تحليل الطيف الكيميائي للرنين المغناطيسي.

يمكن للبشر الاستمتاع بأشعة الشمس بفضل طبقة الأوزون التي تقوم بحجب غالبية الأشعة فوق البنفسجية الضارة للشمس. وحصل بول كروتزن وماريو مولينا وشيروود رولاند على جائزة نوبل لكشفهم كيفية تسبب أوكسيد النيتروجين وكربونات الكلوروفيل في تآكل طبقة الأوزون.

إن لم تكن قد سمعت عن مركبات "الفوليرين" من قبل، فما عليك سوى تخيل كرة قدم. إذ تتكون جزيئات الفوليرين من 60 ذرة من الكربون بشكل خماسي وسداسي على شكل شبيه بكرة القدم. واستطاع روبرت كيرل وهارولد كروتو وريتشارد سمالي التوصل للعناصر المكونة لمركبات الفلورين، المستخدمة بكثرة في مجال البحث العلمي، ليحصلوا بذلك على جائزة نوبل للكيمياء.

لا يمكن للبشر القيام بثني العضلات بدون الـ ATP أو ما يعرف علميا بـ "أدينوسين ثلاثي الفوسفات"، حيث يستهلك جسم الإنسان يوميا ما يعادل نصف وزنه من هذه المادة. وحصل جون والكر على جائزة نوبل في الكيمياء لتمكنه من شرح كيفية إنتاج هذه المادة في خلايا الجسم.

مثلما تقوم الأنابيب بصرف المياه من وإلى داخل المنازل، تعمل الخلايا بجسم الإنسان بنفس الطريقة، كما أظهر اكتشاف بيتر أغر في عام 1988 للبروتين المسؤول عن تنظيم دخول وخروج المياه بخلايا الجسم. وحصل أغر على جائزة نوبل بالكيمياء بعد مرور 15 عاما على اكتشافه العلمي. وهذه الآلية تعمل بنفس الطريقة عند جميع الكائنات الحية، مثل البشر والحيوانات والنباتات والبكتريا.

بفضل روبرت جروبس وريتشارد شروك ويفيس شاوفين لم تعد حماية البيئة وإنقاذ موارد الأرض أمرا مستحيلا، حيث تمكنوا من اكتشاف طريقة لإنتاج مركبات كيميائية يتم استخدامها بعدة مجالات كصناعة الأدوية. ونجح العلماء الثلاثة الحاصلون على جائزة نوبل في أعاد بناء مواد طبيعية بطريقة فعالة وصديقة للبيئة.

هذا الكائن المضيء الأشبه بالمظلة هو قنديل البحر من نوع أكوريا فيكتوريا، والذي يحتوي على بروتين أخضر مُشع ذو استخدامات متعددة في مجال الأحياء. واستخدم مارتن شالفي، الحاصل على جائزة نوبل بالكيمياء، هذا البروتين لتمييز الأجزاء المختلفة للخلايا بما فتح الباب أمام العديد من الإمكانات العلمية مثل فهم طريقة عمل الخلايا العصبية.

فك الشفرة الوراثية للإنسان وجه العلماء نحو اكتشاف الأجزاء المختلفة للخلية، والتي يتم إنتاجها بمصانع شديدة الصغر تسمى ريبوسومات. وكل ريبوسوم مسؤول عن إنتاج آلاف أجزاء الخلية المختلفة. وحصلت أدا يوناث وفينكاترامن راماكريشنان وتوماس شتايتس عن جائزة نوبل لاكتشافهم طريقة عمل الريبوسوم.

يمكنك تجنب إحراق الطعام لدى تحضيره من خلال ما نجح العالم دان شيشتمان في اكتشافه وتسبب في حصوله على جائزة نوبل في الكيمياء. فقد تمكن شيشتمان من التعرف على البلورات الشبيهة بالفسيفساء، والتي تم استخدامها لاحقا كطبقة مضادة للالتصاق في المقلاة.

يحتوى جسم الإنسان على مليارات من المستقبلات الموجودة في النطاق الخارجي لكل خلية، ويتم من خلالها فحص محيط الخلية والتحرك والتواصل مع الخلايا الأخرى. وحصل الأمريكيان براين كوبيلكا وروبرت ليفكووتز على جائزة نوبل في الكيمياء لاكتشافهما ما يعرف بـ "مستقبلات البروتين"، والتي تعد مهمة لإدراك البشر الذوق والرائحة.

وضع مارتن كاربلس ومايكل ليفيت وايريا وارشيل الحجر الأساس لبرامج الكمبيوتر المستخدمة من أجل فهم العمليات الكيميائية وتوقع تفاعلاتها. ووفقا لوصف اللجنة المانحة لجائزة نوبل، فإن "نماذج الكمبيوتر القادرة على محاكاة الحياة أصبحت أساسية لغالبية الإنجازات التي يتم تحقيقها بمجال الكيمياء اليوم".

استطاع الفيزيائي الألماني ستيفان هيل والأمريكيان إيريك بيتزيغ وويليام مورينير تطوير طريقة مجهرية جديدة وبمعدلات دقة عالية خاصة بتكنولوجيا النانو. ويمكن عبر هذه الطريقة الكشف عن الأنسجة الحية، مثل الخلايا السرطانية وبأدق التفاصيل.

انتج فرانسيس أرنولد وجورج سميث وغريغوري وينتر بالمختبر ما لم تنتجه الطبيعة نفسها، فوفقا لعضو اللجنة المانحة لجائزة نوبل، كلايس غوستافسون: "طبق العلماء مبادئ نظرية تشارلز داروين للتطور في المختبر". وبنفس الطريقة، يختبر ويعمل مصنعو الأدوية اليوم على سبيل المثال، على إنتاج مادة الأنسولين لمرضى السكر. الكاتبة: جيانا-كارينا غرون/ دينا البسنلي