Учени случайно изобретиха „линийка“ за измерване на разстоянията между молекулите

Измерването на разстоянията между молекулите не е лесна задача, но екип от германски изследователи е разработил нов метод, който може да доведе до революция в биологичните изследвания и може дори да повлияе на развитието на полупроводниковите технологии, ако имаме достатъчно късмет.

Изследователи от Института за мултидисциплинарни науки „Макс Планк“ в Германия са постигнали революционно оптично измерване на вътрешномолекулни разстояния с точност на ангстрьомно ниво. Казано по-просто, те успешно са измерили ширината на един атом с помощта на наноскопична „линийка“ и някои техники, базирани на флуоресценция.

В изследването, публикувано в Science, екипът обяснява, че измерването на разстояния в нанометровата скала е пословично трудно с чисто оптични методи. Въпреки това те разработиха нов подход, наречен Minflux, който им позволи да измерят вътрешномолекулни разстояния в диапазона от един до 10 нанометра за типични молекули.

Може да се каже, че учените са направили това откритие случайно. Според съавтора на изследването Щефен Сал екипът се е фокусирал върху процеса на сгъване на протеини и други големи молекули. Тези биологични структури понякога се сгъват неправилно, което може да доведе до вредни последици за човешкия организъм и да допринесе за сериозни състояния като болестта на Алцхаймер.

Сал заяви, че екипът има за цел да излезе извън рамките на простото картографиране на позициите на макромолекулите една спрямо друга и да се заеме с по-сложната задача да изследва самата макромолекула. За да постигнат това, те прикрепят два флуоресцентни маркера в различни точки на протеина, като ги карат да светят под лазерен лъч. Анализирайки електромагнитното излъчване, излъчвано от тези светещи маркери, изследователите успяват точно да измерят разстоянието между тях.

„Линийката“ е базирана на полипролинова структура, която вече се използва като „молекулярна линийка“ в структурната биология. Най-малкото разстояние, което са измерили учените е било 0,1 нанометра – приблизително ширината на един типичен атом.

Йонас Рийс, изследовател от Виенския университет в Австрия описва новата техника като значителен технически напредък. Той обаче признава, че не може да обясни как екипът е успял да запази микроскопите си толкова стабилни.