Fra hepatitt til svart hull: Her er naturvitenskapens nobelprisvinnere

Nobelprisvinnerne i 2020 har reddet millioner av menneskeliv – og bevist at selv Einstein kunne ta feil. Vi forklarer bakgrunnen for dette årets prisutdelinger.

Nobelprisvinnerne i 2020 har reddet millioner av menneskeliv – og bevist at selv Einstein kunne ta feil. Vi forklarer bakgrunnen for dette årets prisutdelinger.

Nobelprisen i medisin

Årelang jakt på langsom morder hedret

Hepatitis C-viruspartikler angriber en lever

Jakten på hepatitt c-virus (til høyre) varte i flere tiår.

© scientificanimations.com / Wikimedia Commons

I siste århundret hadde en taus morder fri bane. Opptil 30 prosent av personer som for eksempel delte sprøyter eller fikk en blodoverføring, døde 20–30 år senere av leversykdommer.

Først i 1972 ble dødsårsaken funnet: Et ukjent virus førte sakte, men sikkert til kronisk betennelse i leveren og senere skrumplever.

Fire stadier av leversykdom smittet med hepatitt C

Fire stadier av infeksjon med hepatitt C viser leverens forfall: Fra venstre en sunn lever, arrvevsdannelse, skrumplever og leverkreft.

© Shutterstock

Nobelprisen i medisin blir i år tildelt tre forskere som har bidratt til å avsløre det såkalte hepatitt C-virusets hemmeligheter:

© Hegasy.de / Wikimedia Commons

1. Et tredje virus oppdages

Amerikanske Harvey J. Alter beviste i 1972 at pasienter fik leverbetennelse selv om de fikk blodoverføring uten de kjente hepattvariantene A og B. Et tredje virus måtte være involvert, som også kunne smitte sjimpanser.

© Hegasy.de / Wikimedia Commons

2. Virusgener avslørt i petriskål

I England kartla Michael Houghton i 1989 virusets genetiske materiale ved å kombinere serum fra en sjimpanse med leverbetendele med antistoffer fra mennesker. Viruset fikk navnet hepatitt C, og den første testen ble utviklet.

© Hegasy.de / Wikimedia Commons

3. Viruset ble dømt skyldig

Charles M. Rice fra USA beviste i 1997 at infeksjonen førte til leverbetennelse da han ga sjimpanser sprøyter med en modifisert versjon av viruset. Samtidig avslørte den genmodifiserte versjonen virusets smittsomme genetiske deler.

Forskernes innsats har ført til blodprøvetester som fanger opp for eksempel antistoffer mot viruset. Dermed kan om lag elleve millioner mennesker, som hvert år blir smittet med hepatitt C, få raskere behandling. I tillegg kommer mer moderne behandling, så nå kan 80–95 prosent bli kurert.

Nobelprisen i fysikk

Astronomer fant Einsteins svarte hull

Sort hul

Det supermassive sorte hullet som er sentrum i galaksen M87. Det første sorte hull som er blitt fotografert.

© ESO

Da Albert Einstein i 1915 utviklet sin generelle relativitetsteori, tenkte han på et fenomen som kunne forklare hva som påvirket himmellegemenes bevegelser i universet. Fenomenet kalte han en singularitet, og senere kom navnet «svart hull» til.

I årevis antok astronomer – og Einstein selv – at de svarte hullenes eksistensberettigelse utelukkende var å få regnestykket til å gå opp, men at de ikke fantes i den fysiske virkeligheten. I dag er det ingen astronomer som tviler på at de finnes, og i fjor tok astronomer det første bildet av (skyggen av) et svart hull.

Forskerne har kartlagt anatomien i svarte hull

/ 4

Singularitet

I sentrum av det svarte hullet er tyngdekraften uendelig stor.

1

Hendelseshorisont

Ingenting, verken materie eller lys, slipper ut fra denne grensen.

2

Ergosfære

Her roterer selve romtiden. Ingenting står stille her.

3

Tilvekstskive

Her virvler materie rundt i mindre og mindre baner.

4
©

De store gjennombruddene i jakten på svarte hull kan vi takke årets tre nobelprisvinnere i fysikk for:

  • Briten Roger Penrose kombinerte i 1965 matematikk og fysikk for å bevise at svarte hull faktisk eksisterer – og at Einsteins relativitetsteori er korrekt.
  • Amerikanske Andrea Ghez og tyske Reinhard Genzel har siden 1990-tallet presset verdens største teleskoper til å avsløre at stjernene innerst i Melkeveien beveger seg rundt et objekt som ikke kan være noe annet enn et såkalt supertungt svart hull.

Forskernes bedrifter har formet forståelsen av svarte hull som den sentrale aktøren i galaksers utvikling og som omdreiningspunkt for alle stjernesystemer.

Nobelprisen i kjemi

Forskere finner redigeringsknappen til genene dine

© Shutterstock

I 1987 fant forskere et mystisk mønster som gjentok seg i bakteriers genmateriale. I løpet av 00-tallet begynte forskningen å tyde på at mønsteret som kalles CRISPR, var en del av det genetiske forsvaret mot virus.

Studier viste at bakterier tok biter av virus-DNA inn i sitt eget arvemateriale. De resulterende CRISPR-sekvensene gjorde bakteriene i stand til å gjenkjenne et framtidig virusangrep og slå tilbake.

I 2012 pekte Emmanuelle Charpentier og Jennifer A. Doudna ut et enzym som kalles Cas9, som sto for å splitte virus-DNA og lime det inn i bakterien. Med den kunnskapen kunne de omsette forsvarssystemet til et klipp-og-lim-verktøy som kalles CRISPR-Cas9, som kan sakse gener inn i alle levende organismer og dermed for eksempel foredle planter og potensielt kurere gendefekter.

Genverktøyet CRISPR-Cas9 er en ny og mye mer presis måte å redigere i gener på. Metoden gjør det lett å tilføre nye egenskaper til kjente planter og dyr eller skru av uønskede gener.

CRISPR
© Claus Lunau

1. Virus bringer verktøy inn i cellen

For å bringe CRISPR-CAS9 inn i for eksempel en plante får forskerne hjelp av et virus eller bakterie som infiserer cellene og bærer hele verktøyssettet med seg. Det mikroskopiske verktøyet består av en guide, en saks og en mal.

CRISPR
© Claus Lunau

2. Guide-RNA finner veien til målet

Med CRISPR-Cas9 kan forskerne sikte presist mot et bestemt sted i DNA-et. Det skjer ved hjelp av spesialdesignet RNA – som er ganske likt DNA – som fungerer som guide og finner fram til det matchende stykket av DNA.

CRISPR
© Claus Lunau

3. Enzymsaks klipper over DNA-streng

Enzymet CAS9 fungerer som en saks som kan klippe i DNA-et. Den klipper ikke ut DNA, men åpner strengen der forskerne vil sette inn ny arvemasse.

CRISPR
© Claus Lunau

4. Mal leverer ny kode

Cellen begynner å reparere skaden ved å skifte ut DNA-et omkring hullet. Genverktøyet tilbyr en mal som ligner DNA-et på det stedet der strengen ble skåret over, og får på den måten cellen til å sette inn en ny kode i DNA-et.

For denne bragden har de nettopp mottatt nobelprisen i kjemi.

Verktøyets muligheter utvikler seg med raske skritt. Forskere har allerede brukt teknologien til å rette genfeil som gjør barn blinde. På sikt kan CRISPR-Cas9 rette 89 prosent av alle kjente sykdomsfremkallende genfeil og dermed takle store sykdommer som AIDS og kreft.