BOŠKO I VLADIMIR PAVLOVIĆ: ZANIMLJIVOSTI IZ ŽIVOTA NOBELOVACA (5)

Otkrića i njihova primena

Ovde je potrebno istaći da su se mnoga otkrića i pronalasci, među kojima i oni koji su nagrađeni Nobelovim nagradama, često već u roku od nekoliko godina pretvarali u proizvode koji su plasirani na tržište. S druge strane, proizvodi vrhunske tehnologije pružali su istraživačima savremene instrumente, aparate i uređaje bez kojih ne bi bila moguća realizacija mnogih fundamentalnih naučnih istraživanja.

Multidisciplinarnost i interdisciplinarnost istraživanja je postala karakteristika većine današnjih naučnih projekata, pa je često teško reći da li, u klasičnom smislu, neko otkriće pripada ili ima veći značaj za fiziku, hemiju, fiziologiju ili medicinu. (Pod multidisciplinarnošću se podrazumeva primena više nauka na problem jedne nauke, a pod interdisciplinarnošću - primena jedne nauke na probleme više nauka. U tom smislu se može govoriti o multidisciplinarnim problemima i interdisciplinarnim naukama. Ova dva pojma su komplementarna, a ne identična.) Takav je primer otkriće ć-zraka, učinjeno u poslednjoj deceniji 19. veka. Ko je mogao pretpostaviti da će ovo otkriće, sem u medicini, stimulisati nove pronalaske i imati onako veliku primenu i značaj u hemiji, kao što ju je imalo tokom 20. veka. Pomenimo samo primenu ć-zraka za analizu kristalne strukture, određivanje strukture važnih biohemijskih jedinjenja, hemijsku analizu primenom ć-spektroskopije, itd. Slično je i sa otkrićem radio- aktivnosti i nagrađivanjem francuskih naučnika Bekerela (1852-1908) i bračnog para Kiri (Pjer 1859-1906, i Marija 1867-1934), Nobelovom nagradom za fiziku 1903. godine. I ovo, kao i mnoga druga otkrića i pronalasci koji su nagrađeni Nobelovim nagradama u fizici doprineli su neslućenim prodorima ne samo u toj nauci, već su nagrađena dela često omogućila i stimulisala nova otkrića u drugim naučnim disciplinama.

Po mišljenju Alvina Vajnberga, direktora Nacionalne laboratorije Ouk Ridž u SAD, najveće naučne vrednosti imaju ona istraživanja koja najviše doprinose susednim naučnim disciplinama i najviše ih objašnjavaju. Stoga su za mnoga od takvih istraživanja koja su na granici dve naučne discipline bile dodeljivane Nobelove nagrade. Pomenimo ovde dva primera. Kao prvi, to je dodela jedne polovine Nobelove nagrade za hemiju 1980. godine američkom biohemičaru P. Bergu (1926) za fundamentalna istraživanja biohemije nukleinskih kiselina, posebno u odnosu na rekombinantnu deoksiribonukleinsku kiselinu (DNK), a druge polovine američkom molekularnom biologu V. Džilbertu (1932) i britanskom biohemičaru F. Sendžeru (1918) za doprinos određivanju baza (sekvenci) u nukleinskim kiselinama. Njih dvojica su nezavisno jedan od drugog odredili redosled nukleotida u nukleinskim kiselinama. Deoksiribonukleinska kiselina (DNK) je nosilac svih naslednih osobina u hromozomima ćelija. U njenoj strukturi su zapisane sve informacije koje određuju jedno živo biće, ona je prema tome sedište gena.

Presađivanje gena stoga znači presađivanje DNK. Deoksiribonukleinska kiselina je džinovski molekul oblika dvostruke spirale u kome se četiri hemijske baze (nukleotidi) hiljadama puta javljaju u raznim kombinacijama. U tom redosledu (sekvenci) nukleotida, genetskom kodu, zapisana je genetska poruka koju DNK nosi, a koja određuje koje će enzime ćelija proizvoditi. Od toga zavise svi hemijski procesi u ćeliji. Bez pomoći enzima, koji na specifičan način upravljaju hemijskim reakcijama, ti procesi ne bi bili mogući. Istraživanja Berga, Džilberta i Sendžera pružila su detaljan uvid u hemijsku osnovu genetskog mehanizma kod živih organizama, što je od značaja i za fiziologiju.

Kao drugi primer istraživanja koja najviše doprinose susednim naučnim disciplinama i najviše ih objašnjavaju, navedimo dodelu Nobelove nagrade za hemiju 1997. godine, i to opet za otkrića iz biohemije, a koja su od značaja i za fiziologiju. Prvu polovinu nagrade je dobio danski lekar-fiziolog J. Skou (1918), a drugu polovinu dele američki hemičar P. Bojer (1918), profesor Univerziteta u Viskonsinu (SAD), i britanski naučnik Dž. Voker (1941), naučni saradnik Laboratorije za medicinska istraživanja u Kembridžu. Sva trojica laureata su uradila pionirski posao u istraživanju enzima koji katalizuje transport jona kroz ćelijsku membranu, otkrivši enzim, predloživši mehanizam transporta i odredivši strukturu enzima.

Tokom prethodnog veka, od 1901. do 2000. godine, postojali su periodi intenzivnog naučnog razvoja, koji su praćeni veoma značajnim otkrićima i pronalascima, pa nagrade, ograničene po borju i frekvenciji dodeljivanja, nisu mogle da budu blagovremeno dodeljene svima onima koji su ih zasluživali. Stoga se donekle odstupalo od Nobelovog testamenta da otkrića ili pronalasci koji se nagrađuju moraju da budu iz prethodne godine. Nagrada se može dodeliti tek onda kad je značaj otkrića ili pronalaska postao jasan, a to nije uvek moguće odmah proceniti. Tako npr. škotski bakteriolog A. Fleming (1881-1955) je 1928. godine otkrio penicilin, ali nikom tada nije palo na pamet da to otkriće treba nagraditi. Tek docnije, kad je penicilin dobijen u čistom i stabilnom obliku, a značaj ovog antibiotika bio utvrđen u terapiji, Flemingu, i britanskim lekarima Ernstu Čejnu (1906-1979) i H. Floriju (1898-1968) dodeljena je Nobelova nagrada za medicinu 1945. godine. (Termin "antibiotik" je uveden 1941/42. godine za hemijske supstance koje neki mikroorganizmi stvaraju, a koje imaju sposobnost da spreče razviće drugih mikroorganizama ili da ih unište.) Ponekad je potrebno da prođe izvestan vremenski period da bi se sagledao značaj nekog naučnog doprinosa pa je i to jedan od razloga što od otkrića do nagrada prođe i više godina, pa i decenija.

Zanimljiv je istorijat otkrića penicilina. Fleminga je zainteresovalo zašto je u njegovoj laboratoriji jedna ogledna kultura stafilokoka bila uništena posle slučajne kontaminacije sporama jedne vrste plesni (Penicillium notatum). Ispitujući rastvor te plesni ustanovio je da ona uništava uzročnike gnojenja čak i u veoma velikom razblaženju, a nije štetna za bela krvna zrnca niti za telesna tkiva. Tu aktivnu supstancu koja uništava bakterije Fleming je nazvao penicilin. Kad je o tome objavio naučno saopštenje, ono nije privuklo veću pažnju naučne javnosti. Za razliku od otkrića penicilina, koje se može kategorisati kao slučajno, otkriće jednog drugog antibiotika - streptomicina je rezultat dugotrajnog i sistematskog rada na istraživanju antibiotika. Za ovo otkriće je 1952. godine dodeljena Nobelova nagrada američkom biohemičaru ukrajinskog porekla S. Vaksmanu (1888-1973). On je otkrio i nekoliko drugih antibiotika, uključujući i neomicin, koji se primenjuje u lečenju mnogih infektivnih bolesti. Godine 1954. Vaksman je napisao romansiranu autobiografiju "Moj život sa mikrobima".

U istoriji dodeljivanja Nobelovih nagrada bilo je slučajeva da su neki naučnici bili nagrađeni godinu-dve dana posle realizovanog otkrića, dok su neki drugi za nagradu čekali i po pola veka. Tako su npr. francuski naučnici Irena i Frederik Žolio-Kiri (Irena 1897-1956, Frederik 1900-1958) nagrađeni 1935. godine Nobelovom nagradom za hemiju za otkriće veštačke radioaktivnosti koje su ostvarili u 1934. godini. Ili drugi primer, G. Bednorc (1950) i K. Miler (1927) dobili su Nobelovu nagradu za fiziku 1987. godine za ispitivanje superprovodnih keramičkih materijala koje su otkrili 1986. godine. Nasuprot tome, nemački inženjer Ernst Ruska (1906-1988), pronalazač elektronskog mikroskopa, dobio je Nobelovu nagradu za fiziku 1986. godine, tj. 54 godine posle realizovanog pronalaska, u svojoj osamdesetoj godini. Konstrukcija elektronskog mikroskopa je po oceni Švedske akademije nauka bila je jedan od najvećih pronalazaka u 20. veku. I još jedan primer dodeljivanja nagrade tek posle više od pola veka nakon učinjenog otkrića. Američki naučnik lekar F. Rous (1879-1970) dobio je Nobelovu nagradu za medicinu 1966. godine. Naime, on je još 1911. godine otkrio da rak vezivnog tkiva može da bude izazvan virusima, ali za ovo značajno otkriće je trebalo čekati 55 godina da bi bilo nagrađeno. Frensis Rous je primio Nobelovu nagradu u svojoj 87. godini.