Badacz wspierany przez Unię Europejską zdobywa Nagrodę Shawa za rozwój nowatorskiej technologii obrazowania 3D
Wolfgang Baumeister, biolog molekularny i stypendysta Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych, odebrał wyróżnienie podczas konferencji prasowej, która odbyła się w Hongkongu 27 maja 2025 roku. Będący emerytowanym dyrektorem i członkiem zespołu naukowego Instytutu Biochemii im. Maxa Plancka w Niemczech Baumeister otrzymał to wyjątkowe wyróżnienie za swoją pionierską pracę nad rozwojem technologii kriogenicznej tomografii elektronowej (cryo-ET), która pozwala na dokładniejszą obserwację ataku wirusów na ludzki organizm i umożliwia opracowanie nowych metod leczenia zakażeń. Badania prowadzone przez Baumeistera zostały zrealizowane dzięki wsparciu otrzymanemu w ramach dwóch projektów finansowanych ze środków Unii Europejskiej. Projekt TOPAG, który rozpoczął się w 2013 roku, skupiał się na agregacji toksycznych białek w procesach neurodegeneracyjnych. Drugi z projektów - SymPore(odnośnik otworzy się w nowym oknie) – rozpoczął się w 2021 roku i wciąż trwa. Jego zespół skupia się na badaniach ukierunkowanych na wyjaśnienie struktury plazmodesmatów - mikroskopijnych kanalików łączących komórki roślinne. Dzięki technologii cryo-ET, badacze mogą analizować to zagadnienie w rozdzielczości zbliżonej do atomowej.
Pokonywanie przeszkód
Baumeister dokonał przełomowych postępów dotyczących cryo-ET - techniki obrazowania wykorzystywanej w celu otrzymywania trójwymiarowej wizualizacji próbek biologicznych, takich jak białka, makrocząsteczki i struktury komórkowe w ich naturalnym otoczeniu. Badacz skupił się na rozwiązaniu problemu czasochłonności procesów i konieczności polegania na domysłach w zakresie identyfikacji makrocząsteczek, opracowując metodę obliczeniową zwaną dopasowywaniem szablonów. Metoda ta pozwoliła naukowcom zlokalizować kompleksy makromolekularne w komórkach, a także określić ich pozycje i orientacje, zwiększając w ten sposób dokładność i usprawniając automatyzację krio-ET. Aby rozwiązać problem ograniczeń, które ograniczały zakres zastosowań tej techniki do analizy bardzo małych i cienkich próbek, takich jak wirusy, bakterie i drożdże, Baumeister wraz z zespołem skupili się na wykorzystaniu techniki frezowania skupioną wiązką jonów, zwykle stosowanej w produkcji. W krio-ET, frezowanie skupioną wiązką jonów pozwala na odcięcie materiału biologicznego od zewnętrznej strony grubych próbek, dzięki czemu pozostałe fragmenty są wystarczająco cienkie do analizy. Umożliwiło to naukowcom badanie komórek i tkanek organizmów wyższych, które dotychczas nie mogły być analizowane przy pomocy techniki krio-ET. Osiągnięcia Baumeistera sięgają poza rozwój metody krio-ET. Wraz ze swoimi współpracownikami badacz przeanalizował kompleks proteosomu 26S, który jest niezbędny w procesie usuwania uszkodzonych lub niepotrzebnych białek w komórkach. Badacze rzucili także światło na sposób, w jaki zaburzone funkcjonowanie proteosomów przyczynia się do powstawania chorób u ludzi. Technika krio-ET przełożyła się na rozwój wirusologii, umożliwiając lepsze zrozumienie interakcji wirusów z błonami komórkowymi gospodarza. Kapituła Nagrody Shawa w dziedzinie nauk przyrodniczych i medycyny podsumowuje osiągnięcia naukowca w artykule(odnośnik otworzy się w nowym oknie) opublikowanym w witrynie internetowej fundacji: „Baumeister opracował i zastosował nowatorskie metody pozwalające na badanie wewnętrznego funkcjonowania komórek na niespotykanym poziomie zbliżonym do atomowego. Dzięki tej wyjątkowej technologii możemy na nowo zbadać procesy życiowe i ich zaburzenia, które występują w stanach chorobowych”. Baumeister był jednym z czterech zdobywców nagrody, których nazwiska zostały upublicznione w czasie konferencji prasowej. Matematyk Kenji Fukaya z chińskiego Uniwersytetu Tsinghua otrzymał Nagrodę Shawa w dziedzinie nauk matematycznych za pionierską pracę dotyczącą geometriii symplektycznej. Nagroda Shawa w dziedzinie astronomii została przyznana z kolei dwóm astrofizykom - Johnowi Richardowi Bondowi (Uniwersytet w Toronto) i George'owi Efstathiou (Uniwersytet w Cambridge) - za przełomowe badania w dziedzinie kosmologii. Każdej z trzech nagród towarzyszy nagroda pieniężna w wysokości 1,2 miliona dolarów. Projekt SymPore (Plasmodesmata, Symplasmic pores for plant cell-to-cell communication) dobiegnie końca w 2027 roku. Prace w ramach projektu TOPAG (Toxic protein aggregation in neurodegeneration) zakończyły się w 2019 roku. Więcej informacji: strona projektu SymPore(odnośnik otworzy się w nowym oknie) projekt TOPAG
Słowa kluczowe
SymPore, TOPAG, Nagroda Shawa, Wolfgang Baumeister, cryo-ET, Europejska Rada ds. Badań Naukowych, kriogeniczna tomografia elektronowa, obrazowanie, frezowanie zogniskowaną wiązką jonów, wirus, komórka
