nobel

Video: Fysiikan Nobel 2017 (kaikkea muuta kuin yllättäen) gravitaatioaaltojen löytäjille

Tämän vuoden Nobel-julkistusrumba jatkui perinteiseen tapaan tiistain fysiikkapalkinnolla.

Sen osoite ei ollut mikään yllätys: palkinto menee gravitaatioaaltojen löytäjille. Rainer Weiss ja Kip S. Thorne sekä Barry C. Barish jakavat kuuluisat palkinnon.

Weiss on tutkijana Massachusettsin teknillisessä instituutissa MIT:ssa ja Barish sekä Thorne saavat palkkansa toisella puolella Yhdysvaltoja olevasta Kalifornian teknillisestä instituutista.

He eivät ihan ennättäneet mukaan viime vuoden kisaan, mutta nyt asia oli varsin selvä. Gravitaatioaalllot ovat avanneet uuden ikkunan maailmankaikkeuteen, ja vaikka toistaiseksi tällä äärimmäistä herkkyyttä vaativalla tekniikalla on havaittu vain supermassiivisten mustien aukkojen törmäyksiä, leviää sen käyttä varmasti pian myös muunlaisiin kohteisiin.

Henkisesti mukana palkituissa on myös brittitutkija Ronald Drever, joka oli kehittämässä LIGO-havaintolaitteita yhdessä Weissin ja Thornen kanssa, mutta hän kuoli viime maaliskuussa – vain 18 kuukautta ensimmäisen vahvistetun gravitaatioaaltohavainnon jälkeen. Tapana on antaa palkinto vain eläville tutkijoille, joten 85-vuotiaana menehtynyt skotti jäi sivuun.

Yllä olevalla videolla on lpalkintojen julkistus tänään Tukholmassa ja alla palkittujen kommentit puhelimitse.

Rainer Weiss

Kip S. Thorne

Barry C. Barish

Video: Lääketieteen Nobel vuorokausirytmiä tutkineille

Tämänvuotisten Nobel-palkintojen ilmoitusviikko on alkanut lääketieteen ja fysiologian palkinnolla. Tämä palkinto meni kolmelle tutkijalle, joita ei todellakaan voinut pitää ennakkoon suosikkeina: kyseessä oli puhdas perustutkimus, ja yksi palkinnonsaajista kysyikin saamassaan puhelussa suoraan, että oliko kyseessä vitsi.

Palkinto annettiin ihmisen, eläinten ja kasvien vuorokausirytmin tutkimuksesta. Perustelut ja tarkempi selvitys ovat yllä olevassa videossa.

Video: Ruoan tulevaisuus – vuoden 2016 Nobel-keskustelu

Tämä vuoden Nobel-viikko on parhaillaan huipentumassa, kun Nobelin rauhanpalkinto jaetaan Oslossa ja tänään illalla nobelistit kokoontuvat Tukholmassa juhalliselle illalliselle.

Keskiviikkona ja torstaina palkinnonsaajat kertoivat tutkimuksistaan perinteisissä esitelmissä (joiden tallennukset ovat nähtävissä myös Tiedetuubissa, linkit niihin ovat jutun alapuolella), ja eilen perjantaina oli vuorossa Nobel-keskustelu. Siinä keskityttiin tällä kerralla ruokaan ja sen tulevaisuuteen. Keskustelussa käsiteltiin ruokaa varsin laaja-alaisesti alkaen siitä, mitä lautasellamme pitäisi olla, aina siihen, miten ruokavalintamme vaikuttavat maapallon elinkelpoisuuteen.

Video: Nobelin taloustieteen palkintoesitelmä 2016

Tuskin kukaan Suomessa on jäänyt pimentoon siltä, että Nobelin tämänvuotisen taloustieteen palkinnon sai suomalainen Bengt Holmström. Paitsi että hän jakaa palkinnon yhdessä Oliver Hartin kanssa, Holmström on asunut ja työskennellyt jo pitkään Yhdysvalloissa ja itse asiassa kyseessä ei ole Nobelin palkinto, vaan Ruotsin valtionpankin myöntämä palkinto Alfred Nobelin kunniaksi.

Yhtä kaikki, palkinto on suuri tunnustus. 

Parhaillaan Tukholmassa vietetään Nobel-viikkoa, jonka aluksi eilen ja tänään tuoreet nobelistit pitävät esitelmiä palkinnon tuoneista tutkimusaloistaan. Tänään iltapäivällä oli vuorossa taloustiede, ja tuolloin Hart ja Holmström nousivat estradille. Aiheena heillä oli lyhyesti palkinnon määritelmä, eli "for their contributions to contract theory".

Video: Nobelin lääketieteen palkintoesitelmä 2016

Tämänvuotisen Nobelin palkinnon lääketieteen tai fysiologian alalla tulee nyt ensi lauantaina Tukholmassa pidettävässä juhlallisessa seremoniassa saamaan japanilainen Yoshinori Ohsumi.

Hän, kuten muutkin palkitut, ovat pitäneet eilen keskiviikkona ja tänään torstaina esitelmiä tutkimusaiheista, joista he palkintonsa voittivat. Ohsumi oli vuorossa ensimmäisenä eilen, ja hänen aiheenaan olivat omituiset kannibaalisolut (joista kirjoitimme näin lokakuussa). Hänen esitelmänsä virallinen nimi oli "for his discoveries of mechanisms for autophagy".

Video: Nobelin kemian palkintoesitelmä 2016

Käynnissä olevan Nobel-viikon olennainen osa ovat esitelmät, joita palkittavat ovat pitäneet tänään torstaina ja eilen keskiviikkona.

Tässä esitelmässä kemian palkinnon voittaneet Jean-Pierre Sauvage, Sir Fraser Stoddart ja Bernard Feringa kertovat molekyylikoneista; esitelmän tarkka otsikko on "The design and synthesis of molecular machines".

Juhlallisuudet huipentuvat lauantaina 10.12., kun palkinnot jaetaan.

Video: Nobelin fysiikan palkintoesitelmä 2016

Tukholmassa juhlitaan parhaillaan Nobel-viikkoa, joka huipentuu palkintojen jakotilaisuuteen ensi lauantaina. Perinteiseen tapaan sitä ennen palkinnon saajat pitävät esitelmiä, jotka on lähetetty myös netissä.

Tässä on tämän vuoden fysiikan palkinnon saajien esitelmä. Palkinto jaettiin siten, että puolet siitä sai David Thouless, ja toisen puolikkaan jakoivat Duncan Haldane ja Michael Kosterlitz. Aiheena esitelmässä on sama, mikä oli palkinnon perusteena, eli "theoretical discoveries of topological phase transitions and topological phases of matter". 

Kemian Nobel DNA:n korjausboksista kolmelle

Ke, 10/07/2015 - 13:34 Jari Mäkinen

Luonnontieteiden Nobel-palkintojen viimeinen, kemian palkinto, menee tänä vuonna osittain takaisin Ruotsiin, sillä yksi kolmesta palkinnonsaajasta on ruotsalainen – vaikkakin vaikuttaa Brittein saarilla. Tomas Lindahl saa palkinnon yhdessä amerikkalaisen Paul Modrichin ja amerikkalaistuneen turkkilaisen Aziz Sancarin kanssa .

Kolmikko on kartoittanut molekyylitasolla sen, kuinka sovut korjaavat vaurioitunutta DNA-kaksoiskierrettään ja siten auttaa geenejämme vastustamaan haitallisia mutaatioita ja muita vaurioita.

Löytö paitsi on auttanut ymmärtämään paremmin solun toimintaa, niin sen avulla on myös keksitty uudenlaisia hoitoja mm. syöpäsairauksiin.

Solujemme geenit vaurioituvat koko ajan

Etenkin geenimuuntelusta puhuttaessa tuntuu usein siltä, että monet olettavat geenien pysyvät luontaisesti koko ajan samanlaisina. Näin ei ole, vaan koko ajan soluissamme ja niiden perintötekijöissä tapahtuu muutoksia.

Luonnossa oleva luontainen säteily, ultraviolettivalo, elintarvikkeissa ja hengitysilmassa olevat karsinogeenit ja monet muut seikat saavat aikaan sen, että soluissamme tapahtuu koko ajan vaurioitumista. Geenitietoa sisältävä DNA on myös sinällään epävakaa ja haluaa purkautua itsestään. 

Kun DNA kopioi itseään solujen jakautuessa, tapahtuu tässäkin virheitä. 

Kun nämä kaikki lasketaan yhteen, tapahtuu meissä kaikissa tuhansia mutaatioita ja miljoonia kopiointivirheitä joka päivä. 

Tästä ei kuitenkaan aiheudu meille normaalisti mitään haittaa, koska soluissa olevat turvasysteemit huolehtivat koodin korjaamisesta. Mutta joskus tämä ei onnistu, ja tuloksena saattaa olla esimerkiksi syöpä.

Juuri näitä molekyylitason korjausprosesseja ja niiden toimintaa käytännössä ovat tämän vuoden nobelistit selvitelleet.

Tie tämän prosessin ymmärtämiseen alkoi 1970-luvulla, jolloin vielä kuviteltiin DNA:n olevat hyvin vakaa ja pysyvä. Tomas Lindahl osoitti kuitenkin tuolloin, että DNA hajoaa oikeasti niin nopeasti, että ilman jonkinlaista korjaus- ja huoltoprosessia ei elämä maapallolla olisi edes mahdollista.

Aziz Sancar puolestaan keskittyi tutkimaan sitä, miten ihon solut suojaavat itseään ultraviolettivaloa ja sen aiheuttamia vaurioita vastaan. Ihmiset, joilla tämä prosessi ei toimi kunnolla, ovat hyvin herkkiä saamaan ihosyövän pienestäkin altistumisesta Auringon valolle, ja Sancar onnistui selvittämään kuinka solujen nukleotidit (DNA:n rakenneyksiköt) korjaavat itsestään vaurioita.

Seuraavaksi Paul Modrich keskittyi DNA:n kopioitumisessa tapahtuvien virheiden automaattiseen korjaamiseen. Hänen löytämänsä mekanismi auttaa geeniä vähentämään virheitä solunjakautumisen aikana tuhatkertaisesti. Samalla tutkimus paljasti esimerkiksi sen, että periytyvässä paksusuolen syövässä kyse on pitkälti tämän korjausmekanismin toimintahäiriöstä.

Tämä osaltaan osoittaa hyvin, miten lääketieteellinen perustutkimus tuottaa erittäin hyödyllisiä käytännön sovelluksia.

Fysiikan Nobel meni luolamiehille

Ti, 10/06/2015 - 20:53 Jari Mäkinen

Tämän vuoden fysiikan Nobel annettiin kahdelle neutriinotutkijalle, joiden työkalut ovat valtavia, syvällä kallioperässä olevia tutkimuslaitteita, joiden kohteina ovat pienenpienet alkeishiukkaset, neutriinot.

Neutriinot ovat pitkään massattomaksi oletettuja hiukkasia, joita syntyy ällistyttävän paljon koko ajan joka puolella erilaisten ydinreaktioiden oheistuotteina. Miljardeja sellaisia lentää itse asiassa lävitsemme joka sekunti, eikä niistä ole meille mitään haittaa – itse asiassa ne vuorovaikuttavat kaiken aineen kanssa niin vähän, että niiden havaitseminen on hyvin hankalaa. 

Siihen tarvitaankin suuria, varsin omalaatuisia havaintolaitteita, ja jotta kaikki häiriötekijät voitaisiin karsia pois havainnoista, täytyy havaintolaitteet sijoittaa syvälle maaperään, kallion keskelle.

Juuri tällaista ollaan kaavailemassa myös Suomeen, Pyhäsalmen kaivokseen, missä voitaisiin tutkia tarkemmin ja paremmin myös tämänvuotisten nobelistien havaitsemaa omituista neutriino-oskillaatiota.

Kyse on siitä, että neutriinot muuttavat luonnettaan samalla kun ne lentävät valon nopeudella avaruuden halki. Tämä antaa viitteen siitä, että neutriinoilla olisi hyvin, hyvin pieni massa, mikä vaikuttaa kuvaamme koko maailmankaikkeudesta.

Ja ravistaa koko fysiikkaa.

Valontuikahduksia

Yllä oleva kuva on japanilaisen Super-Kamiokande -neutriino-observatorion sisältä Tokion luoteispuolelta. 

Kyseessä on kilometrin syvyydessä sijaitseva noin 41 metriä korkea ja 40 metriä leveä sylinteri, jonka sisällä on 50 000 tonnia äärimmäisen puhdasta vettä. Kun neutriinot kulkevat veden läpi, pienenpieni osa niistä törmää vesiatomiin ja synnyttää heikon välähdyksen valoa. Näitä tuikahduksia havaitaan 11 000 säiliön seinillä olevilla ilmaisimilla.

Kuvassa huoltohenkilöt liikkuvat tyhjennetyn ilmaisimen sisällä kumiveneellä, koska näin he eivät vaurioita herkkiä lasista tehtyjä ilmaisimia.

Tämä on ollut japanilaisen Takaaki Kajitan työväline ja hänen kanssaan palkinnon jakava kanadalainen Arthur B. McDonald on tehnyt tutkimustaan toisella vastaavalla, Sudburyn lopetetussa nikkelikaivoksessa olevalla neutriinohavaintolaitteella. 

Kajita julkaisi vuonna 1998 tutkimuksen, jonka mukaan Maan ilmakehässä kosmisten säteiden ja ilman molekyylien välisten törmäysten vuoksi syntyvät neutriinot muuttuvat ominaisuuksiltaan ennen osumistaan maan uumenissa olevaan Super-Kamiokanden ilmaisimeen.

Samaan aikaan Sudburyssä, Kanadan Ontariossa, McDonald työryhmineen havaitsi samanlaista tapahtuvan neutriinoissa, jotka ovat peräisin Auringosta. He julkaisivat havaintonsa vuona 2001.

Kummassakin tapauksessa kyse oli niin sanotusta neutriino-oskillaatiosta, missä neutriinot muuttuvat toisenlaisiksi.

Tämän ymmärtämiseksi täytyy kuitenkin katsoa hieman historiaan.

Hiukkanen, jota ei voi havaita?

Maailmankaikkeudessa on vain valoa sekä muuta sähkömagneettista säteilyä kuljettavia fotoneita enemmän kuin neutriinoita. Niitä syntyi valtavasti jo maailmankaikkeuden alussa, big bangissä, mutta niitä sikiää lisää koko ajan joka puolelta mitä erilaisimmista ydinreaktioista.

Jopa meistä ihmisistä sinkoaa ulos koko ajan uusia neutriinoja, sillä muun muassa kaliumin hajoaminen synnyttää niitä noin 5000 kappaletta sekunnissa. 

Lisäksi niitä syntyy huimasti ydinreaktoreissa sekä Auringossa, josta pelkästään tulee Maahan noin 70 miljardia hiukkasta neliösentille.

Vaikka neutriinoja on näin paljon, on niiden erittäin huonon vuorovaikutuksen vuoksi niitä hankala havaita, ja niiden olemassaolosta saatiin vinkkiä vasta vuonna 1930. Silloin itävaltalainen fyysikko Wolfgang Pauli päätteli niiden olemassaolon epäsuorasti, sillä useat havaitut reaktiot voitiin selittää vain siten, että niistä vapautuisi tuntematon, neutraali ja hyvin kevyt tai massaton hiukkanen. 

Pauli kertoi ajatuksistaan ensimmäistä kertaa joulukuussa 1930 kollegoilleen lähettämässään kirjeessä, jonka hän aloitti sykähdyttävästi sanoilla “Hyvät radioaktiiviset rouvat ja herrat”.

Kirjeensä lopussa hän totesi, että “olen tehnyt kauhean teon. Olen päätellyt olemassa olevaksi hiukkasen, jota ei voi havaita.”

Pauli sai tästä kauheasta teostaan Nobelin vuonna 1945.

Pian tämän jälkeen italialainen Enrico Fermi kehitti teorian, missä Paulin hiukkanen oli mukana ja hän nimesi hiukkasen neutriinoksi. 

Neutriino saatiin nalkkiin

Vasta 1950-luvulla saatiin ensimmäiset havainnot, jotka voitiin tulkita neutriinojen aiheuttamiksi. Kun ydinvoimaloita alettiin rakentaa ja ydintekniikan kanssa tehtiin kokeita paremmin ja tarkemmin kuin koskaan, tuli neutriino väistämättä esiin. 

Olennaisin oli kesäkuussa 1956 tehty havainto, missä fyysikot Frederick Reines ja Clyde Cowan löysivät selvästi neutriinon aikaan saamia jälkiä kokeissaan. He lähettivät löydöstä sähkeen heti Paulille, joka luonnollisesi oli harmissaan siitä, että hänen salahiukkasensa oli saatu havaittua. Tai kenties ei ollut.

neutriinojen tarkempi olemus on kuitenkin ollut hämärän peitossa viime vuosikymmeniin saakka. Niihin liittyi myös monia perustavaa laatua olleita (ja olevia) kysymyksiä, kuten se, että vaikka Auringosta tulee valtavasti neutriinoja, on niitä havaittu vain noin kolmannes teoreettisesti lasketusta.

Yksi ratkaisu tähän voisi olla se, että neutriinot muuttuvat toisenlaisiksi. Teorian mukaan on kolmenlaisia neutriinoja: elektronineutriinoja, muonineutriinoja ja tau-neutriinoja, joilla kullakin on hiukkaskartalla omat varaukselliset versionsa, eli elektroni, muoni ja tau. 

Aurinko synnyttää teorian mukaan vain elektronineutriinoja, mutta jos osa niistä muuttuisi Auringosta lähtönsä jälkeen muunlaisiksi, selittyisi kahden kolmanneksen vajaus tällä. 

Kun maanalaiset neutriino-observatoriot alkoivat olla tarpeeksi suuria ja tarkkoja 1990-luvun lopussa, tuli neutriinojen ongelmaan myös lisävaloa.

Ne hyvin harvat neutriinot, jotka törmäävät havaintolaitteissa olevassa nesteessä oleviin atomeihin tai elektroneihin, syntyy nopea, sähköisesti varattu hiukkanen, joka puolestaan synnyttää niin sanottua Cherenkovin säteilyä. Se on aavemaista, heikkoa sinertävää valoa, joka syntyy kun hiukkanen kulkee valoa nopeammin. 

Kyllä: valoa nopeammin. Tämä tapahtuu silti Einsteinin suhteellisuusteorian mukaan, vaikka se sanoo, ettei mikään koskaan voisi kulkea valoa nopeammin. Olennaista onkin se, että valon nopeus vedessä on vain 75% siitä mitä se on tyhjiössä, ja siten pikavauhtia kulkeva hiukkanen voikin kulkea vedessä nopeammin kuin valo – mutta silti hitaammin kuin valo tyhjiössä.

Kun tätä Cherenkovin valoa analysoidaan tarkasti, voidaan päätellä millainen neutriino sen sai aikaan ja mistä se on peräisin.

Neutriinohavaintoja liukuhihnalta!

Super-Kamiokande oli huima askel eteenpäin neutriinojen tuntemuksessa, koska kahden ensimmäisen toimintavuotensa aikana se onnistui saamaan viitisentuhatta havaintoa. Laite havaitsee neutriinoja, jotka tulevat sen yläpuolelta ilmakehästä kosmisten säteiden törmätessä ilman kaasumolekyyleihin. Samoin se havaitsee neutriinoja suoraan altaan, maapallon toiselta puolelta – maapallon kiviaines ei neutriinoja paljoa hetkauta.

Nopeasti ajatellen havaintoja pitäisi tulla yhtä paljon ja samanlaisia ylä- ja alapuolelta, mutta näin ei ollut: maapallon toiselta puolelta havaittiin olennaisesti enemmän muonineutriinoja. 

Elektronineutriinojen määrä oli se mitä teoriat ennustivat ja tau-neutriinojen määrästä ei voitu sanoa mitään varmaa, koska niitä ei voitu havaita. Jos siis alun perin muonineutriinoja on saman verran ala- ja yläpuolella, niin oli todennäköistä, että alapuolelta tulevat voisivat muuttua tau-neutriinoiksi, koska matkaa on riittävästi. 

Tosin myös Sudburyn havainnoissa tosin tiedetään varsin hyvin millaisia neutriinoita lähtöpaikassa on, sillä Aurinko tuottaa vain elektronineutriinoita. Sudburyssä käytetään myös puhtaan veden sijaan ns. raskasta vettä, jolloin se pystyy havaitsemaan kaikkia neutriinotyyppejä. Raskaassa vedessä on hapen lisäksi tavallisen vetyatomin sijaan deuterium, eli vedyn raskaampi isotooppi. Se tekee havainnoista tarkempia (ja samalla vaikeampia tulkita).

Siten siellä tehdyistä havainnoista voitiin nähdä selvästi, että Auringon neutriinoista elektronityyppisiä oli olennaisesti arveltua vähemmän. Havaintomäärän kasvaessa kävi yhä ilmeisemmäksi, että osan neutriinoista on täytynyt muuttua matkallaan Auringosta Maahan toisenlaisiksi. Itse asiassa kaksi kolmasosaa neutriinoista muuttuisi 150 miljoonaa kilometriä pitkällä matkallaan toiseksi lajiksi.

Kun Sudburyn havainnot osuivat aika tarkalleen yksiin neutriino-oskillaation ennustamien määrien kanssa, oli asia aika saletti.

Hiukkasen kvanttifysiikkaa

Tällä tosin oli se mullistava seuraus, että teoreetikoiden mukaan muuttuminen toiseksi on mahdollinen vain jos neutriinolla on massa. 

Tämä tulee siitä, että kvanttimaailmassa hiukkanen voidaan käsittää joko aaltona tai pienenpienenä kappaleena, hiukkasena. Tietyn määrän energiaa sisältävä hiukkanen vastaa tiettyä aallonpituutta. Niinpä elektroni-, muoni- ja tau-neutriinot voidaan käsittää omanlaatuisina aaltoinaan.

Kun aallot etenevät tasatahtiin, ei neutriinon eri persoonallisuuksia voi erottaa toisistaan, mutta mitä pitempään aallot matkaavat, sitä enemmän ne menevät epätahtiin. Vaihe-eron mukaisesti aallot voivat vaikuttaa toisiinsa, oskilloida keskenään, ja lopulta aallot ovat erilaisia ja siten neutriinot ovat eri tyyppisiä.

Tässä massa tulee kuvaan, sillä sen mukaisesti neutriinojen aallot muuttuvat – hyvin, hyvin, hyvin vähän, mutta silti, ja etenkin pitemmillä matkoilla käy juuri näin. Kun neutriinon massa, jos ja kun se on olemassa, on äärimmäisen pieni, ja erot massoissa ovat erittäin pieniä, ovat eroavaisuudetkin hyvin pieniä. Mutta kuten on huomattu, havaittavia.

Teorian mukaan pari tuhatta kilometriä on matka, jonka kuluessa muuttuminen saattaisi tapahtua. Siksi Laguna-ilmaisimen Pyhäsalmi olisi erinomainen paikka ilmaisimelle, koska siellä on tarkoitus havaita Euroopan hiukkastutkimuskeskuksessa CERNissä noin 2300 kilometrin päässä synnytettyjä neutriinoja: kun tiedetään tarkasti millaisia neutriinoja lähtöpisteessä on ja kuinka paljon, niin tätä neutriino-oskillaatiota on helpompi tutkia.

Fyysikoille hommia

Se, että neutriinoilla on pieni massa, saa aikaan monennäköistä harmia. Ensinnäkin kosmologeille tämä tarkoittaa sitä, että maailmankaikkeuden massa-arvio on pielessä. Vaikka neutriinon massa olisi lähes nolla, se ei ole nolla, ja koska neutriinoita on niin paljon, tulee niistä yhdessä arvioiden mukaan yhtä paljon “lisää” massaa maailmankaikkeuteen kuin kaikista näkyvistä tähdistä.

Tämä saattaa selittää osan havaituista kummallisuuksista maailmankaikkeuden laajenemistahdissa, mutta siihen vaikuttaa moni muukin asia.

Fyysikkojen parinkymmenen vuoden ajan rakentama ns. Standardimalli myös vaatii viilausta. Malli koettaa selittää paitsi hiukkaset, niin myös niiden väliset voimat ja vaikutukset, ja nyt massattomaksi oletettu neutriino ei olekaan massaton.

Mistä sen massa tulee? Mitkä on eri neutriinotyyppien massat? Miksi ne ovat niin äärimmäisen kevyitä? Onko niillä omat antihiukkasensa, kuten muilla? Ja miksi neutriinot vaikuttavat muutenkin niin erilaisilta kuin muut hiukkaset?

Vastauksista näihin perustavaa laatua oleviin kysymyksiin tullaan varmasti jakamaan monta Nobelia tulevaisuudessa.

Alla on Tiedetuubin video Suomeen suunniteltavasta Laguna-ilmaisimesta ja siinä selitetään varsin paljon myös neutriinojen omituisuuksia:

Nobelit loistauteja vastaan

Ti, 10/06/2015 - 11:00 Jari Mäkinen
Lääketieteen nobelistit 2015

Juttumme lääketieteen Nobelista tulee hieman myöhässä, vähän kuin palkinto näille loistautitutkijoille: palkinnon saaneiden William C. Campbellin, Satoshi Ōmuran ja Youyou Tun työn ansiosta  miljoonat ihmiset ennen kaikkea Afrikan ja Aasian köyhissä maissa ovat saaneet apua ja parantuneet, mutta heidän työtään kunnioitetaan vasta nyt.

Palkinto jaettiin kahteen osaan, joista toisen saivat amerikkalainen William C. Campbell ja japanilainen Satoshi Ōmura. He kehittivät lääkkeen nimeltä Avermectin, joka versioineen on vähentänyt roimasti niin sanottua jokisokeutta ja elefanttitautia sekä tepsii myös muihin loisten aiheuttamiin tauteihin.

Toisen puolikkaa saanut Youyou Tu puolestaan löysi Artemisinin-nimisen lääkeaineen, joka on vähentänyt malariaan sairastuneiden kuolleisuutta olennaisesti.

Tuoreiden nobelistien yhteinen tekijä on siis loistautien tutkimus ja niihin avun löytäminen. Loisia on erilaisia, ja nyt huomio kiinnittyi kahteen hankalimpaan: mäkäräisten levittämiin sukkulamatoihin sekä malariahyttysiin. Kummatkin ovat haittana jotakuinkin samoilla alueilla Saharan eteläpuoleisessa Afrikassa, Etelä-Aasiassa ja Keski-Amerikassa sekä Etelä-Amerikan pohjoisosassa. 

Maaperällä matoja vastaan

Jokisokeudessa (Onchocerciasis) loinen saa aikaan silmän sarveiskalvon kroonisen tulehduksen, joka johtaa lopulta sokeuteen. Tautia kutsutaan jokisokeudeksi, koska loisia on tyypillisesti saatu helposti jokien luona.

Niin sanotussa elefanttitaudissa (Lymphatic Filariasis) ennen kaikkea raajat paisuvat muodottomiksi möhkäleiksi imusuonten ahtautumisen vuoksi.

Mikrobiologi Satoshi Ōmura onnistui eristämään maaperästä Streptomyces-bakteereja, joista hän teki tuhansia viljelmiä ja valitsi niistä noin 50 parhaiten haitallisia mikro-organismeja vastaan vaikuttanutta. Yksi niistä päätyi lopulta Avermectin-lääkkeeseen.

William C. Campbell on puolestaan loisbiologian erikoistuntija ja hän hankki tutkittavakseen Ōmuran bakteeriviljelmiä ja osoitti, että ne tepsivät erityisesti koti- ja talouseläimien loisia vastaan. Hän auttoi paitsi kehittämään Avermectinia, niin myös jatkojalosti siitä tehokkaamman eläimille tarkoitetun lääkkeen nimeltä Ivermectin. Sitä testattiin myöhemmin myös ihmisillä hyvin tuloksin.

Kiinalaisyrtit tepsivät malariaan

Malariaa on koetettu hoitaa perinteisesti kiniinin ja klorokiinin avulla, mutta näiden teho on ollut kyseenalainen ja lisäksi ne toimivat yhä huonommin tautia vastaan. Malariaan on koetettu löytää pitkään muitakin lääkkeitä, mutta turhaan – paitsi että se on vaikeaa, niin myös lääkeyhtiöt eivät ole katsoneet sitä tarpeeksi kannattavaksi, koska malaria vaivaa ennen kaikkea maailman köyhimpiä alueita.

Youyou Tu tutki myös asiaa jo 1960-luvun lopulla ja kiinnitti huomionsa perinteisiin kiinalaisiin yrttilääketieteen oppikirjoihin, joissa jo kerrottiin erilaisista yrityksistä hoitaa ja ehkäistä malariaa.

Niiden mukaan Artemisia annua -kasvi olisi tehokas malarialääke, ja Tu alkoi tutkia sitä tarkemmin. Hän testasi siitä tehtyä uutetta malarian sairastuttamiin eläimiin, mutta huonoin tuloksin. 

Hän tutki vanhoja tekstejä lisää ja löysi sitten tavan saada kasvista eristetyksi sen vaikuttavan ainesosan, mistä tuli myöhemmin malarialääke nimeltä Artemisinin. Se onnistuu tappamaan malarialoiset hyvin varhaisessa kehitysvaiheessa, ja pystyy hoitamaan siten myös hyvin vaikeita malariatapauksia – niin eläimillä kuin ihmisilläkin.

Lääkkeen merkitys on suuri, sillä malariaan sairastuu vuosittain noin 200 miljoonaa ihmistä ja sen avulla pelastetaan yksistään Afrikassa (yhdessä muiden hoitojen kanssa) yli 100 000 henkeä vuosittain.

Nobelistien paljastusviikko jatkuu tänään fysiikan palkinnon saajien julkistamisella.