Points quantiques, ARNm et attosecondes : quelles sont les découvertes derrière les prix Nobel scientifiques 2023 ?

Jean Delaunay

Points quantiques, ARNm et attosecondes : quelles sont les découvertes derrière les prix Nobel scientifiques 2023 ?

Les découvertes scientifiques à l’origine des prix Nobel 2023 de médecine, de physique et de chimie ont un impact sur notre façon de vivre.

De la découverte monumentale de la technologie de l’ARN messager (ARNm) qui a rendu possible les vaccins contre le COVID-19 au développement de nanoparticules appelées points quantiques qui colorent nos téléviseurs, les lauréats du prix Nobel de cette année ont déjà influencé l’histoire de l’humanité.

Leurs découvertes ont impacté notre vie quotidienne. Par exemple, les gens ont reçu les vaccins Pfizer et Moderna dans le monde entier.

Voici un aperçu des travaux révolutionnaires des chercheurs qui ont remporté des prix scientifiques du comité Nobel cette année.

Prix ​​Nobel de médecine : découverte monumentale derrière les vaccins à ARNm

Le prix Nobel de physiologie ou médecine de cette année a été décerné conjointement à Katalin Karikó et Drew Weissman de l’Université de Pennsylvanie.

Ill. Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach
Une illustration de Katalin Karikó (à gauche) et Drew Weissman (à droite)

La scientifique hongroise Karikó avait immigré aux États-Unis depuis sa Hongrie natale en 1985 et était convaincue de l’utilisation thérapeutique possible de l’ARNm. Elle a persévéré dans cette recherche malgré de multiples revers.

L’ARNm est le matériel génétique qui fournit des instructions pour diriger une cellule vers la fabrication d’une protéine. Dans les années 1980, les scientifiques ont découvert comment fabriquer de l’ARNm synthétique, mais cela a provoqué une réaction inflammatoire, limitant l’intérêt de son utilisation à des fins thérapeutiques.

Weissman et Karikó se sont associés et ont découvert comment modifier cet ARNm produit en dehors de la culture cellulaire pour prévenir ces réactions inflammatoires afin qu’il puisse être utilisé dans des vaccins et des produits thérapeutiques.

Ils ont publié la découverte en 2005 et ont également découvert plus tard que cet ARNm modifié augmentait la production de protéines.

« Grâce à leurs découvertes selon lesquelles les modifications de base réduisent à la fois les réponses inflammatoires et augmentent la production de protéines, Karikó et Weissman ont éliminé des obstacles critiques sur la voie des applications cliniques de l’ARNm », a déclaré l’Assemblée Nobel de l’Institut Karolinska dans un communiqué de presse.

Les vaccins COVID-19 créés par Pfizer-BioNTech et Moderna utilisent cette technologie.

Les vaccins ont été créés rapidement et fonctionnent en disant à votre corps de créer la protéine de pointe trouvée sur une cellule de coronavirus afin qu’il la reconnaisse si vous êtes ultérieurement infecté par le virus.

« La science est ce que je respire, je pense, c’est la chose que je préfère faire », a déclaré Karikó à l’Office européen des brevets l’année dernière.

Prix ​​Nobel de physique : De courtes impulsions lumineuses pour étudier le mouvement des électrons

Les trois lauréats du prix Nobel de physique de cette année ont été récompensés pour « avoir exploré le monde des électrons à l’intérieur des atomes et des molécules », a déclaré l’Académie royale des sciences de Suède.

Pierre Agostini de l’Ohio State University aux États-Unis, Ferenc Krausz de l’Institut Max Planck d’optique quantique en Allemagne et Anne L’Huillier de l’Université de Lund en Suède ont reçu conjointement le prix.

Ill. Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach
Une illustration de Pierre Agostini (à gauche), Ferenc Krausz (au centre) et Anne L’Huillier (à droite).

Ils ont découvert des moyens d’étudier la dynamique électronique avec des impulsions lumineuses extrêmement courtes, notamment des méthodes permettant de mesurer la durée de ces impulsions.

Les impulsions sont si incroyablement courtes qu’elles sont mesurées en attosecondes, soit un milliardième de milliardième de seconde.

« Nous pouvons désormais ouvrir la porte au monde des électrons. La physique attoseconde nous donne l’opportunité de comprendre les mécanismes régis par les électrons. La prochaine étape consistera à les utiliser », déclare Eva Olsson, présidente du Comité Nobel de physique, dans un communiqué.

Cela peut être utilisé pour localiser des électrons dans une molécule afin de comprendre ce qu’ils font. Selon les experts, il pourrait également être utilisé pour fabriquer des appareils électroniques rapides et, espérons-le, aider à l’avenir à diagnostiquer certaines maladies.

L’Huillier a ajouté lors de la conférence de presse que ces travaux pourraient également être utiles à l’industrie des semi-conducteurs en tant qu’outil d’imagerie.

Elle a ajouté que recevoir ce prix signifiait beaucoup et était très spécial car « il n’y a pas beaucoup de femmes qui reçoivent ce prix ».

Elle est la cinquième femme à recevoir le prix Nobel de physique.

Prix ​​Nobel de chimie : découverte des points quantiques

Le prix de chimie de cette année a été décerné pour la découverte et le développement de points quantiques.

Trois scientifiques basés aux États-Unis se partagent le prix : Moungi Bawendi du Massachusetts Institute of Technology (MIT), Louis Brus de l’Université de Columbia et Alexei Ekimov de la société Nanocristals Technology basée à New York.

Ill. Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach
Une illustration de Moungi Bawendi (à gauche), Louis Brus (au centre) et Alexei Ekimov (à droite).

Les points quantiques sont des nanoparticules qui « diffusent désormais leur lumière à partir des téléviseurs et des lampes LED, et peuvent également guider les chirurgiens lorsqu’ils retirent du tissu tumoral, entre autres choses », a déclaré l’Académie royale des sciences de Suède dans un communiqué.

La lumière émise par les points quantiques change de couleur en fonction de leur taille.

La lumière émise par un électron dans un petit espace est plus bleue, par exemple, tandis que la lumière émise par un électron dans un espace plus grand est plus rouge, a expliqué Heiner Linke, professeur de nanophysique à l’Université de Lund en Suède, lors d’une conférence de presse.

« Dans cette classe de matériaux, vous avez trouvé un moyen de modifier les propriétés des matériaux, non pas en changeant le matériau, mais simplement en modifiant leur taille. Il s’agit d’une découverte fondamentale en nanotechnologie, la capacité de le faire de manière contrôlée en utilisant la mécanique quantique. effets », a déclaré Linke.

Ekimov a montré dans les années 1980 que la couleur du verre était corrélée à la taille des particules. Brus a fait une deuxième découverte avec des particules flottant dans un liquide.

Bawendi a ensuite inventé en 1993 une méthode permettant de fabriquer de manière contrôlée ces particules d’une taille spécifique.

Les applications de ces découvertes sont nombreuses, allant des écrans QLED aux couleurs des écrans de télévision. Les biochimistes et les médecins les utilisent pour cartographier les tissus biologiques, a ajouté l’académie.

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