Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на

Российские физики рассказали о "рентгеновской" революции в биологии

© Елена Хавина, пресс-служба МФТИСхема работы лазера на свободных электронах
Схема работы лазера на свободных электронах
МОСКВА, 3 июл – РИА Новости. Ученые из МФТИ подготовили большой обзорный доклад, в рамках которого они рассказали о том, как появление новой методики рентгеновского анализа совершит революцию в изучении белков и живых клеток. Их выводы были опубликованы в журнале Expert Opinion on Drug Discovery.

"Главной прорывной особенностью этой технологии стала крайне высокая плотность энергии лазерного импульса. Объект подвергается столь мощному излучению, что неминуемо и почти мгновенно разрушается. Однако отдельные кванты успевают рассеяться и попасть на детектор, что дает исследователям материалы для исследования структуры белка", — рассказывает Алексей Мишин из Московского Физтеха в Долгопрудном.

Рентгеновские лазеры и гамма-излучатели сегодня широко и очень активно используются учеными для получения "атомных" фотографий различных биомолекул, микробов и тканей тела, а также для изучения структуры новых перспективных неорганических материалов.
Несмотря на их высокую полезность, постройка подобных излучателей – крайне дорогое и сложное занятие. Как правило, для их работы необходим или ускоритель частиц, разгоняющий электроны и заставляющий их испускать частицы света, резко тормозя их, или же особая плазменная среда, способная вырабатывать пучки фотонов высокой энергии без применения зеркал.
Петр Лейман, российско-американский биолог из медицинского отделения университета Техаса в Галвестоне
Ученый: как биологи перешли от "палочек и кружков" к атомным моделям жизни
Всего на Земле существует лишь пять подобных установок, что крайне ограничивает ученых в возможностях их использования. Это вынуждает их искать новые методики обработки данных и подготовки образцов для "просвечивания" рентгеном, которые бы позволяли проводить опыты максимально быстро и качественно.
Относительно недавно, как отмечает Мишин, ученые столкнулись с очень сложной проблемой – повышения яркости рентгеновского пучка приводило к тому, что изучаемые молекулы и клетки разрушались практически мгновенно после контакта с лучом лазера. Это вынудило создателей подобных машин собирать данные о структуре белков по крупицам, объединяя результаты нескольких тысяч подобных замеров.
С одной стороны, этот подход позволил биологам, химикам и физикам увидеть и изучить сверхсложные молекулы, которые раньше не удавалось рассмотреть, а с другой – его появление породило массу практических проблем, решением которых ученые занимались на протяжении всего последнего десятилетия.
К примеру, ученым пришлось разработать несколько методик для автоматической заморозки и "сортировки" кристаллов, внутри которых спрятаны интересующие их белковые молекулы, научиться правильно вводить их в луч лазера и анализировать собранные данные.
© Елена Хавина, пресс-служба МФТИВвод образцов в луч рентгеновского лазера
Ввод образцов в луч рентгеновского лазера
Ввод образцов в луч рентгеновского лазера
Российские ученые попытались дать наиболее полную оценку результатам подобных экспериментов, проанализировав все публикации, связанные с серийной рентгеновской кристаллографией.
Они пришли к выводу, что ее можно назвать очень успешной. Первые результаты появились уже в 2011 году, через несколько лет после постройки первого рентгеновского лазера на свободных электронах, установки LCLS в США, и самой идеи использовать их для получения "серийных" фотографий молекул.
По текущим оценкам физиков, лазеры на свободных электронах и новые методики рентгеновской кристаллографии уже позволили ученым получить точные трехмерные фотографии двух сотен сложных белковых молекул, многие из которых играют важную роль в жизни человека, микробов или вирусов. Более того, четверть из них раньше не поддавалась анализу и была расшифрована впервые.
Все эти сведения, как надеются ученые из МФТИ, привлекут внимание других исследователей, пока еще не знакомых с подобными установками, что ускорит открытие новых лекарств и поможет человечеству быстрее избавиться от многих пока неизлечимых болезней.
Европейский лазер на свободных электронах XFEL. Архивное фото
Лазер за миллиард: зачем Россия вкладывается в научные мегапроекты
Рекомендуем
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала