Впервые получены фотографии белков и вирусов с помощью рентгеновского лазера

Исследование, опубликованное 3 февраля в журнале Nature, демонстрирует, как уникальные возможности первого в мире рентгеновского лазера на свободных электронах Linac Coherent Light Source (LCLS), производят революцию в области исследования всего живого на Земле.

В опубликованном исследовании, команда сообщает о создании первого изображения вируса. Новая технология позволит создавать фото и видео молекул, вирусов и живых микробов в их естественном состоянии.

Трехмерное отображение белка Photosystem I, который создан на основе более чем 15 000 рентгеновских снимков, сделанных LCLS. (Изображение предоставлено Томасом Уайтом).

"Луч LCLS в миллиард раз ярче, чем его предшественники, его мощность позволяет разрезать сталь", - сказал Генри Чапман из немецкой национально лаборатории. "И несмотря на это, рентгеновские вспышки применяются с хирургической, микроскопической точностью, демонстрируя беспрецедентный уровень контроля и предоставляя невиданные до сих пор научные возможности", включая возможность наблюдать атомы в движении и формирование и разрыв химических связей в реальном времени".

Отличительной особенностью данной технологии, является чрезвычайная скорость, с которой лазерные лучи облучают снимаемый предмет - несколько миллиардных миллиардных доли секунды. Это позволяет ученым успевать снимать до того, как объект нагреется до критической температуры и разрушится.

Биологи уже давно мечтали о создании фото вирусов, микробов и живых клеток без заморозки, разрезания или других разрушительных действий. Им поможет в этом LCLS, возможности которого были протестированы на Мимивирусе - самом крупном известном вирусе в мире, который заражает амеб.

Рентгенограмма дифракционных полос Мимивируса, созданная LCLS. Рентгеновский луч облучал вирус в течении миллионной миллиардной секунды, нагрев его до 100 000 градусов по Цельсию. Но даже такого промежутка времени было достаточно, чтобы создать этот снимок (изображение предоставлено Томасом Экебергом).

Персис Дрелл, возглавляющая национальную ускорительную лабораторию SLAC, которая занималась анализом полученной с помощью LCLS информации, заявила, что результаты позволяют предположить, что будущее у новой технологии будет блестящим.

"Эти первые результаты и научные статьи – всего лишь первые ласточки нового научного фронта", - сказала она. "Они знаменуют собой поворотную точку для LCLS, демонстрируя возможности новой технологии, которые станут большим шагом вперед для науки".

• IBM ускоряет обучение ИИ на скорости света при минимальном энергопотреблении
• Учёные впервые визуализировали форму одиночного фотона
• Солнечная система для зарядки электромобилей
• Крупнейший электрический самолёт взлетит в 2025 году
• ДНК-биочернила открывают новые горизонты для 3D-печати кровеносных сосудов
• Исследователи улучшили эффективность и долговечность солнечных элементов
• Тёмная материя: Как камера отслеживает невидимое
• Мягкий, растяжимый электрод имитирует тактильные ощущения с помощью электрических сигналов