Professor Morten Meldal blev født i 1954. Han startede med at læse kemiteknik på det, der nu hedder Det Tekniske Universitet (DTU) i Lyngby. Som 27 årig blev Morten kandidat, han blev cand. polyt. i det, som i dag kaldes anvendt kemi. Efter kandidatgraden tog Morten en forskeruddannelse, også på DTU, og i 1983 fik han en licentiatgrad (en ph.d.-grad) i kemi. Herefter fortsatte Morten sin træning, som det der hedder postdoc. Først 2 år på DTU i Lyngby, så 1 år på Cambridge i England, og til sidst 2 år på Kemisk Institut på Københavns Universitet. I 1988, som 34-årig, blev Morten professor og direktør for sit eget forskningscenter på Carlsberglaboratoriet.
En forskningskarriere i kemi starter, hvis man skal den vej, 3. år på uddannelsen, hvor man laver sit første forskningsprojekt. Siden lavede Morten forskningsprojekter i samarbejde med forskellige professorer i løbet af sin kandidat, sin ph.d. og sine tre postdocs. Fra 1986 arbejdede Morten med sine egne forskningsprojekter og fra 1988 skete det på Carlsberglaboratoriet, hvor han i 1997 etablerede et grundforskningscenter. Fra 1997 og ti år frem var Morten leder for Centeret for Fastfase Organisk Kombinatorisk Kemi. Det var her, Morten omkring år 2000 opdagede 'click' kemien. Morten fortsatte sit arbejde på Carlsberglaboratoriet indtil 2011, hvor han blev professor på Københavns Universitet. I 2022 fik Morten Nobelprisen.
BACHELORSTUDERENDE : 1.-3. års studerende på universitetet der tager diverse kurser. Det sidste halve år arbejdes der i en forskningsgruppe under vejledning af en adjunkt/lektor/professor.
KANDIDATSTUDERENDE : 4.-5. års studerende på universitetet. Har alle en bachelorgrad. Arbejder det sidste år på et forskningsprojekt i mesterlære hos en adjunkt/lektor/professor.
PH.D.-STIPENDIAT : 3-årig forskeruddannelse i mesterlære hos en lektor eller professor. Alle har allerede forsket mindst 1 år før ansættelse og har en kandidatgrad. En ph.d-stipendiat forsker modtager undervisning og underviser selv bachelorstuderende.
POSTDOC : Midlertidig ansættelse som forsker i mesterlære hos en lektor eller professor. Bruger al sin tid på forskning.
ADJUNKT : Ung fastansat der underviser, forsker og opbygger forskningsgruppe.
LEKTOR : Fastansat med en forskningsgruppe og fokus på undervisning, oplæring af ph.d.'er og postdocs samt forskning.
PROFESSOR : Forskningsleder med egen forskningsgruppe og fokus på forskning, oplæring af ph.d.'er og postdocs samt undervisning.
FORSKER/SENIORFORSKER : Specialist med fokus på forskning og forskerstøtte.
En universitetskarriere er en lang række af titler, som kan skabe meget forvirring. Når man starter på universitetet, så begynder man på en 3-årig bacheloruddannelse, som afsluttes med et bachelorprojekt og en bachelorgrad. Herefter står den på en 2-årig kandidatuddannelse, som afsluttes med en kandidatgrad. Morten blev cand. polyt. (ingeniør). En kandidat i kemi eller nanoscience giver en cand. scient.-grad. Herefter skal de fleste ud i job.
Skal du forske videre, skal du have en forskeruddannelse. Det tager 3 år og ender med en ph.d.-grad. Næste trin er et job i industrien. Skal du have din egen forskerkarriere, skal du ud i verden og stå i mesterlære hos verdensførende eksperter på de bedste universiteter. Det gør du ved at lave en postdoc. Det er en stillingskategori, som betyder post-doctoral forsker, altså en der forsker efter ph.d.'en. Du kan lave en, to eller tre postdocs for at lære en masse, inden du skal forske selv.
For at forske skal du ansættes på et universitet. Her kan du blive ansat som adjunkt, lektor eller professor og lede en forskergruppe, eller som forsker og seniorforsker og være specialist. Alle disse er ikke titler eller grader, men stillingskategorier på danske universiteter.
Nobelprisen i kemi i 2022 blev givet til en kemisk reaktion, der gør svær kemi lettere. Morten Meldal modtog prisen sammen med de to amerikanske professorer Barry Sharpless og Carolyn Bertozzi.
Nobelprisen blev givet for 'click' kemi, en reaktion mellem to funktionelle grupper der ikke findes i naturen, og som derfor kan indføres i biologiske systemer uden at forstyrre dem.
"This year’s Prize in Chemistry deals with not overcomplicating matters, instead working with what is easy and simple. Functional molecules can be built even by taking a straightforward route,” sagde Johan Åqvist, forpersonen for Nobelkomiteen for kemi.
Morten har arbejdet med at lave molekyler igennem hele sin karriere. Kemikerne kalder det at lave nye molekyler i laboratoriet for kemisk syntese. En kemiker kan lave syntese, fordi alle molekylers kemi kan beskrives på baggrund af de atomer, molekylet er sammensat af, og hvordan de enkelte atomer er bundet sammen med kemiske bindinger. Helt specifikt beskriver kemien bestemte grupperinger af atomer som funktionelle grupper, og vi kender al den kemi de funktionelle grupper kan undergå. 'Click' kemi er en ny metode til at få to funktionelle grupper til at danne en binding, altså en ny metode til at samle to molekyler til et.
Morten Meldal og Barry Sharpless opdagede, at et azid og en alkyn - to funktionelle grupper - ved tilstedeværelse af kobber-ioner kan danne en triazol. Det sker uden at der skal tilføres varme og uden andre reagenser. At reaktionen kan ske, var kendt kemi, men den var ubrugelig, fordi den krævede meget varme og organiske opløsningsmidler. Mortens opdagelse var, hvordan reaktionen kunne ske hurtigt, effektivt og nemt.
Morten har fra starten af sin karierre været fascineret af biologisk kemi, og har så godt som altid arbejdet med at undersøge og lave forskellige typer af proteiner. Proteiner er en biologisk polymer, der består af en lang kæde af aminosyrer sat sammen med peptidbindinger. Der er over tyve forskellige aminosyrer, og kombinationsmulighederne er uendelige. Proteiner fungerer på alle niveauer i vores krop, fx som de antistoffer, der fungerer som vores immunsystems hukommelse og som de enzymer, der står for alle kemiske omdannelser i kroppen. 'Click' kemien blev opdaget ved et tilfælde i eksperimenter, hvor Morten og hans studerende arbejdede på at sammenkæde aminosyrer til lange proteinkæder.
NANOMETER
Mortens interesse i proteiner og de mange kombinationer af aminosyrer der er mulige, endte med at gøre ham til en pioner inden for kombinatorisk kemi. Sætter man A, B og C sammen, så kan man med én aminosyre få tre kombinationer, mens man med tre kan få utrolig mange: AAA, AAB, AAC, ABA, ABC ACA, ACB osv. For at undersøge de mange kombinationer skal de enkelte proteiner, peptidkæderne af aminosyrer, mærkes. Til det formål opfandt Morten nogle plastikkugler, hvor aminosyrekæderne bygges på overfladen, mens der indeni er en stregkode af fluorescerende partikler.
Mange lægemidler er stadig små molekyler, som kemikere sætter sammen i laboratorier verden over. I disse molekyler er der forskellige funktionelle grupper, der blokerer for uheldige funktioner i kroppen eller slår bakterier ihjel. Også her kan 'click' kemi noget nyt, for det kan både sætte de forskellige dele af medicinmolekylet sammen og fungere som en funktionel gruppe. Det har ført til medicin mod fx Lennox-Gastaut syndrom. Et molekyle lavet med et 'click' hjælper mod denne særlige form for epilepsi.
'Click' kemi har vist sig som et kraftfuldt redskab til design og konstruktion af komplekse DNA-strukturer. Gennem de yderst effektive og selektive kemiske reaktioner gør 'click' kemi præcis samling af flere DNA-molekyler mulig, og dermed kan der laves kasser, blomster og andre nanostrukturer af DNA.
DNA 'click' kemi gør det også muligt at mærke DNA i celler og væv, så man i et mikroskop kan se, præcis hvor i cellen bestemte DNA og RNA molekyler er.
Men vigtigst af alt er at 'click' kemi gør, at forskere kan konstruere DNA-baserede materialer med forskellige funktioner. Nanoscience bruges til at studere i principperne, når 'click' kemi bliver brugt på DNA og er med til at forme fremtiden for anvendelser af DNA 'click' indenfor medicin og materialevidenskab.
Nanoscience handler om at studere og manipulere alt på nanoskala. Det er alt fra individuelle viruspartikler til computerchips til specielle overflader. For at sætte disse nanoobjekter sammen skal der bruges kemi, der er kompatibel med fx virus funktion og metalliske overflader. Også her er 'click' kemi fantastisk. Det er muligt at give de organismer, hvor virus fremstilles en aminosyre klar til 'click' kemi, således at virus er klar til at klikke på en overflade. En overflade vi kan behandle med en coating, der indeholder en aminosyre, der også er klar til et 'click'. På den måde kan vi nemt lave nanostrukturer, der er coated med virus.
Der er en gammel gåde, hvor en bonde står med en ulv, en ged og noget kål ved en flod. Gåden går ud på, hvordan bonden kommer over floden, uden at kålen eller geden bliver spist, når han kun har plads til at tage to af de tre med over floden. Står geden og kålen sammen, bliver kålen spist. Står ulven og geden sammen, bliver geden spist. Kål og ulv kan sagtens sammen, så dem kan bonden lade stå. I nanoscience er der samme problemstilling.
Hvis vi gerne vil bruge enzymer til at nedbryde fedt, protein og sukker pletter på vores tøj, så skal vi bruge enzymer, der nedbryder disse stoffer. Det er ikke et problem for sukker og fedt. Men enzymer er proteiner, så enzymer, der nedbryder proteiner, nedbryder sig selv.
Proteiner produceres i celler, som kunstigt er lavet til proteinfabrikker. Hvis der er for mange proteinnedbrydende enzymer, så dør alle celler. Det er altså umuligt at producere proteinnedbrydende enzymer.
Enzymer, der nedbryder proteiner, hedder proteaser eller peptidaser og kan ikke laves med konventionel bioteknologi. De kan ikke laves af celler, for de ødelægger alt protein, også det cellerne består af.
Vi har altså et problem, der ligesom i den gamle gåde kræver, at vi ikke har de samme ting på samme sted. Her er det bare meget sværere, for vi har kun en ting på bredden, og den spiser sig selv. Heldigivis har vi 'click' kemi. For ved at få cellerne til at producere det proteinnedbrydende protein i to dele, som kan sættes sammen med et 'click', så kan der produceres disse vigtige enzymer. En tank indeholder celler, der producerer en del af enzymet, i en anden tank producerer celler den anden halvdel af enzymet. Ingen af disse fungerer som et enzym i sig selv, og cellerne kan derfor lystigt produceres i store mængder. I en tredje tank møder de to halvdele hinanden og samles med et 'click'. På den måde laves de enzymer, der bruges til at nedbryde protein fx i pletter på vores vasketøj.