Aaron Klug: Nobel-palkittu kemisti ja elektronimikroskopian pioneeri
Sir Aaron Klug OM PRS (11. elokuuta 1926 - 20. marraskuuta 2018) oli liettualaissyntyinen brittiläinen kemisti ja biofyysikko.
Klug sai vuoden 1982 kemian Nobel-palkinnon kiteellisen elektronimikroskopian kehittämisestä ja nukleiinihappo-proteiinikompleksien rakenteen selvittämisestä.
Varhainen elämä ja koulutus
Klug syntyi Klaipedassa (silloisessa Memelissä) ja perhe muutti hänen ollessaan lapsi Etelä-Afrikkaan. Siellä hän sai alkukoulutuksensa ja opiskeli kemiaa yliopistossa ennen siirtymistään Isoon-Britanniaan jatko-opintoja ja tutkimusta varten. Hän yhdisti kemian, fysiikan ja matematiikan menetelmiä rakenteellisen biotieteen tutkimukseen.
Tieteellinen ura ja keskeiset saavutukset
Aaron Klug oli keskeinen toimija rakenteellisen biologian kehityksessä 1960–1980-luvuilla. Hänen tärkeimpiä panoksiaan olivat metodologiset innovaatiot, jotka tekivät mahdolliseksi makromolekyylien ja niiden komplekssien kolmiulotteisen rakenteen selvittämisen elektronimikroskopian avulla. Klugin työssä korostuivat erityisesti:
- Kuvankäsittelyn ja keskiarvoistamisen kehittäminen elektronimikroskopiassa, mikä paransi heikkojen ja kohinaisien mikroskooppikuvien tulkintaa.
- Kristallografisten käsitteiden soveltaminen elektronimikroskopiakuviin (esim. Fourier-analyysi), jolloin saatiin tarkempia rakenteellisia malleja.
- Kolmiulotteisten rekonstruktiomenetelmien käyttöönotto makromolekyylien, virusten ja nukleiinihappo-proteiinikompleksien tutkimuksessa.
Nobel-palkinnon merkitys
Vuoden 1982 Nobel-palkinto myönnettiin Klugille etenkin siitä, että hänen menetelmänsä yhdistivät röntgenkristallografian ja elektronimikroskopian periaatteita sekä toivat kuvankäsittelyn keskeiseksi työkaluksi rakenteellisessa biologiassa. Tämä avasi tien yksityiskohtaisten rakenteellisten mallien laatimiselle monimutkaisista biologisista komplekseista, mikä on ollut ratkaisevaa muun muassa virustutkimuksessa ja kromatiinin rakenteen ymmärtämisessä.
Johtajuus, kunnianosoitukset ja perintö
Klug sai uransa aikana lukuisia arvonimiä ja palkintoja; häntä arvostettiin laajasti tiedeyhteisössä. Hänet nimitettiin ritariksi ja hänelle myönnettiin muun muassa Order of Merit -arvonimi. Klug vaikutti myös tutkimusryhmien ja nuorten tieteilijöiden kouluttajana. Hänen kehittämänsä periaatteet ja menetelmät ovat olleet perustana myöhemmille läpimurroille, kuten modernin jäädyttämispohjaisen elektronimikroskopian (cryo-EM) nopealle kehitykselle, joka on 2000–2010-luvuilla mahdollistanut yhä tarkempien rakenteiden määrittämisen.
Vaikutus tieteeseen
Aaron Klugin työtä pidetään sillanrakentajana fyysisten ja biologisten tieteiden välillä. Hänen menetelmänsä mahdollistivat monien biologisten prosessien molekyylitason ymmärtämisen ja ovat vaikuttaneet syvällisesti virologiaan, proteiinien tutkimukseen ja genetiikan rakenteelliseen tulkintaan. Klugin perintö näkyy edelleen rakenteellisen biologian opetuksessa ja tutkimuksessa ympäri maailmaa.
Elämäkerta
Klug syntyi Liettuan Želvassa juutalaisille vanhemmille. Perhe muutti Etelä-Afrikkaan, kun hän oli kaksivuotias. Klug valmistui luonnontieteiden kandidaatiksi Witwatersrandin yliopistosta ja opiskeli kiteytystä Kapkaupungin yliopistossa ennen kuin hän muutti Englantiin ja väitteli tohtoriksi Cambridgen Trinity Collegessa vuonna 1953.
Hän muutti Lontoon yliopiston Birkbeck Collegeen vuoden 1953 lopulla ja aloitti työskentelyn Rosalind Franklinin kanssa John Bernalin laboratoriossa. Tämä kokemus herätti elinikäisen kiinnostuksen viruksia kohtaan. Siellä ollessaan hän työskenteli tupakan mosaiikkiviruksen rakenteen parissa.
Vuonna 1962 hän siirtyi Cambridgeen hiljattain rakennettuun MRC:n molekyylibiologian laboratorioon. Klug käytti röntgendiffraktioon perustuvia menetelmiä kehittäessään kiteellistä elektronimikroskopiaa. Tässä menetelmässä eri kulmista otettuja kaksiulotteisia kuvia kiteistä yhdistetään, jotta kohteesta saadaan kolmiulotteisia kuvia. Hän selvitti tärkeiden nukleiinihappo-proteiinikompleksien rakenteen.
Vuosina 1986-1996 hän toimi Cambridgen molekyylibiologian laboratorion johtajana, ja hänet lyötiin ritariksi vuonna 1988. Hänet valittiin Royal Societyn presidentiksi vuosina 1995-2000. Hänet nimitettiin ansioritarikunnan jäseneksi vuonna 1995.
Klung kuoli 20. marraskuuta 2018 Cambridgessa 92-vuotiaana.
