ዛሬም ድረስ ለኖቤል ሽልማት መነሻ የሆነው 100 ዓመት የሞላው ግኝት

እአአ በ2012 ናሳ ወደ ማርስ የላከው ሮቦት አሰሳ እያደረገ ነው። ሮቦቱ አነስተኛ መጠን ያለው አሸዋ አንስቶ ኤክስሬይ አነሳው።

አሸዋው ከምን እንደተሠራ ለማወቅ ሮቦቱ መመርመር ጀመረ። ማርስ ላይ ውሃ አለ የሚለውን መላ ምት ማረጋገጥም የሚቻልበት ምርምር ነው።

በ1915 ዊልያም ብራግ እና ሎረንስ ብራግ የተባሉ አባትና ልጅ በኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ (X-ray crystallography) ሥራቸው በፊዚክስ ኖቤል ተሸልመዋል።

ይህ ሂደት ኤክስሬይን በመጠቀም የክሪስታልን አቶሚክ እና ሞለኪውላር ውቅር የሚለይ ነው።

ጥቃቅን ፕሮቲኖችን ጨምሮ አብዛኞቹ ቁሶች ክሪስታል መፍጠር ይችላል።

የተለያዩ ቁሶች እንዴት እንደሚዋቀሩ ለመረዳት ዓለም አቀፍ መለኪያ የሆነው ኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ ነው።

ሚችጋን ስቴት ዩኒቨርስቲ የሚያስተምሩት ማይክል በልቤል ወደ ማርስ ከተላከው ሮቦት መረጃ ይጠብቃሉ።

'ኪውረስቲ' ወይም 'Curiosity' የተባለው ሮቦቱ ማርስ ላይ አሰሳውን ቀጥሏል።

ኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ በሌላ ፕላኔት ጥቅም ላይ ሲውል ይህ የመጀመሪያው ነው።

ቁሶች ከምን እንደተሠሩ ማወቅ እንዴት ጥቅም እላይ እንደሚውሉ ለማወቅ መነሻ ይሆናል።

አቶሚክ እንዲሁም ሞለኪውላር ውቅርን በማወቅ ሳይንቲስቶች መድኃኒት ይሠራሉ። የዘረ መልን ምሥጢር ለማወቅም ይረዳል።

በዚህ ሂደት አማካይነት ባትሪ መሥራትም ይቻላል።

ከብዙ የኖቤል ሽልማቶች ጀርባ ያለው ኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ ነው።

ወደ 20 የሚደርሱ የኖቤል ሽልማቶች መነሻ ቢሆንም እምብዛም አልተነገረለትም።

በዩኒቨርስቲ ኦፍ ኖርዝ ካሮላይና የሚያስተምሩት ቻፔል ሂል ቅጽል ስማቸው ሳይቀር ከዚህ ሂደት ጋር የሚመሳሰል ነው።

"ከዚህ ቀደም ማንም ያላስተዋለው ነገር ላይ ነበር ትኩረት ያደረግኩት" ይላሉ።

ባለሙያዋ በአንድ ቁስ ውስጥ ያለውን አቶም እና እንዴት አቶሞቹ እንደተሳሰሩ ይመራመራሉ።

ከፕሮቲን እንዴት ክሪስታል ማውጥ እንደሚቻል ባለሙያዋ ምርምር አድርገዋል።

ለዚህ እንደ ማነጻጸሪያ ምሳሌ የሚሆነው ውሃ ወደ በረዶነት ሲለወጥ ክሪስታል በተወሰነ መጠን በውስጡ መያዙ ነው።

በአንዳንድ ሁኔታዎች ከፕሮቲን አነስተኛ መጠን ያለው ክሪስታል ይገኛል።

እነዚህ ክሪስታሎች ተወስደው በኤክስሬይ ዲፍራክቶሜትር (X-ray diffractometer) ይታያሉ። ይህ መሣሪያ ኤክስሬይን በመጠቀም የአቶምን ውቅር የሚለይ ነው።

በክሪስታል ላይ የኤክስሬይ ጨረር ሲያርፍ ትክክለኛ የኬሚካሉን ባህሪ የሚያሳይ ውጤት ይገኛል።

ከውሃ በተለየ ሁኔታ ፕሮቲን ወደ ክሪስታል የሚሸጋገርበት መንገድ ውስብስብ ነው።

በዩኒቨርስቲ ኦፍ ኖርዝ ካሮላይና የሚያስተምሩት ቻፔል ሂል በመቶዎች የሚቆጠሩ ሂደቶችን ተከትለው የተለያዩ ኬሚካሎች በመጠቀም ሙከራ አድገዋል። የተያየ የሙቀት መጠን ላይ ሙከራውን ካከናወኑ በኋላ ነው ውጤት ያገኙት።

"ውጤት አግኝቼ እስከምደሰት ጊዜ ወስዷል" ይላሉ።

ሳይንቲስቷ ዶርቲ ሆድኪን ለ34 ዓመታት ያህል በኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ ጥናት አድርገዋል።

ኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ በተለያየ ዘርፍ ውጤታማ ቢሆንም ክሪዮ-ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፒ (cryo-electron microscopy ወይም cryo-EM) አዲስ ተገዳዳሪ ሳይንስ ነው።

ሞለኪውልን በተለየ መንገድ ለመመልከት ይህንን መንገድ ሳይንቲስቶች ይመርጣሉ።

ሰው ሠራሽ አስተውሎትም የሞለኪውልን መዋቅር ለመመልከት እገዛ እያደረገ ነው።

ምናልባትም ኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ የሚሰጠው ጥቅም እየቀነሰ ይሄድ ይሆናል።

በዩኒቨርስቲ ኦፍ ኖርዝ ካሮላይና የሚያስተምሩት ቻፔል ሂል "አሁን ሰው ሠራሽ አስተውሎት ስላለን ኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ ብዙም ላይጠቅመን እንደሚችል ቢነገርም ገና እዚያ ላይ አልደረስንም" ሲሉ ያስረዳሉ።

በኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ የኢንሱልንን መዋቅር ለማወቅ ሳይንቲስቷ ሞክረዋል። ኢንሱሊን ዓይነት 1 የስኳር ሕመምን ለማከም ይውላል።

በጥናታቸው መሠረት ኢንሱሊን ውስጥ ያለው ክሪስታል የተለየ እንዳልሆነ አውቀዋል።

ሆኖም ኢንሱሊን ከ788 ያላነሰ አቶም በውስጡ ይይዛላእ። በኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ በመታገዝ የኢንሱሊንን መዋቅር ለማወቅ ያደረጉት ምርምር ረዥም ጊዜ ወስዷል።

የሳይንቲስቷ ግኝት ኢንሱሊን በብዛት እንዲመረትና ለስኳር ሕሙማን እንዲውል ረድቷል።

ምርምሩ ያለቀው በ1969 ቢሆንም ሳይንቲስቷ በ1964 በኬምስትሪ የኖቤል ሽልማት አግኝተዋል።

በቫይታሚን ቢ12 ውስጥ እና በፔኒስሊን ውስጥ ያለውን መዋቅርም ደርሰውበታል።

በ1994 ሳይንቲስቷ ከዚህ ዓለም በሞት ተለይተዋል።

አብሯቸው የኬምስትሪ ኖቤል ሽልማት ያገኘው ማክስ ፔርቱዝ "ከቁሶች ሥር ያለውን ውብ አወቃቀር ለማወቅ የሷን የኤክስሬይ ካሜራ ነው የምንጠቀመው" ሲል ገልጿቸዋል።

በኦክስፎርድ ዩኒቨርስቲ የሚያስተምሩት ኤልፌፍት ጋርማን "ብዙዎችን ለምርምር አነሳስታለች" ሲሉ ሳይንቲስቷን ይገልጻሉ።

ክሪስታል ላይ የኤክስሬይ ጨረር ሲያርፍ አቶምን የሚሽከረከሩ ኤሌክትሮኖች ጋር ስለሚገናኙ እንደ ካርታ በማገልገል የቁሶችን መዋቅር ያሳያሉ።

በኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ ሴቶች የላቀ ውጤት እንዳሳዩ ኤልፌፍት ጋርማን ይናገራሉ።

"ብዙ ሴቶች በዘርፉ ድንቅ ውጤት አስመዝግበዋል። ሌሎች ሴቶች ወደ ሙያው እንዲገቡም አበረታተቸዋል" ይላሉ።

ሮዚላንድ ፍራንክሊን ሌላዋ ተጠቃሽ ባለሙያ ናት። የዘረ መል ምሥል ላይ በኤክስሬይ የሠራችው ምርምር ግንት የፍራንሲስ ከርክ፣ ጄምስ ዋትሰን እና ሞሪስ ዊልክንስ ሥራ መነሻ ሆኗል።

ባለሙያዎቹ የዘረ መልን ውስብስብ አወቃቀር በማወቃቸው በፊዝዮሎጂ ወይም ሕክምና ዘርፍ በ1962 የኖቤል ተሸላዊ ሆነዋል።

በኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ በቅርቡም ለኖቤል ሽልማት መነሻ ሆኗል።

በ2020 በኬምስትሪ በዘረ መል አርትኦት (genome-editing technology) ለተገኘው የኖቤል ሽልማት መሠረት ጥሏል።

በመድኃኒት ምርምር ረገድም በኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ ከፍተኛ ሚና ይጫወታል።

በአንዳንድ የካንሰር ምርምሮችና ከደም መርጋት በተያያዘው (sickle-cell disease) ምርምር ላይ ጉልህ ለውጥ አሳይቷል።

በዩናይትድ ኪንግደም የካንሰር ምርምር ማዕከል ኃላፊ ሮብ ቮን ማንፎርት እንደሚሉት፤ በኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ በሰውነት ውስጥ ቁልፍ ሚና ያላቸውን ፕሮቲኖች የሚቆጣጠረው የትኛው ንጥረ ነገር እንደሆነ በማወቅ የትኞቹ ለሕመም እንደሚያጋልጡ በመረዳት ረገድ ውጤት አሳይቷል።

'ዳይመንት ላይት ሶርስ' የተባለው ተቋም የኤክስሬይ ጨረር በመጠቀም በከፍተኛ ፍጥነት ንጥረ ነገሮች ለሕክምና የሚያመጡትን ውጤት ማጥናት ይችላሉ።

በአንድ ምሽት እስከ 200 ንጥረ ነገሮችን ይመለከታሉ።

ተመራማሪዎች በኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ በመታገዝ ባትሪ ላይ ጥናት ማድረግ ችለዋል።

በኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ በመታገዝ ባትሪ ላይ ጥናት ማድረግ ችለዋል።

ከእንስሳት ቅሪተ አካል ከሚገኘው ኃይል (fossil fuels) ወደ ባትሪ ለመሸጋገር እነዚህ ጥናቶች ጠቃሚ ናቸው።

ፊል ቻርተር የዳይመንት ላይት ሶርስ ኃላፊ ናቸው። ባትሪ እንዴት በጊዜ ሂደት አቅሙ እንደሚዳከም ጥናት ያደርጋሉ።

ሊቲሂየም አዮን በቁሶች ውስጥ እንዲያልፍ በማድረግ ባትሪን መልሶ ኃይል እንዲያገኝ ማስቻል አንደኛው የጥናታቸው አካል ነው።