Ученые, используя сверхкороткие импульсы рентгеновского излучения, полученные с помощью самого мощного на сегодняшний день электронного лазера (Free Electron Laser, FEL) LinacCoherent Light Source, получили снимки живых вирусов и составили трехмерные изображения некоторых видов белков, замороженных внутри наноразмерных кристаллов. Эта технология в подробностях описана в журнале Nature от 3 февраля 2011 года, а приведенные здесь изображения - это первые изображения живых биологических объектов, полученные с помощью рентгеновского лазера.
"Разработанная технология позволяет нам видеть вещи, которые были раньше невидимыми"-рассказывает Марвин Сеиберт (Marvin Seibert), физик их Стэнфордского университета, один из соавторов исследований. -"Самой важной частью этой технологии является то, что ученые будут в состоянии увидеть форму и строения молекул новых белков и других биологических соединений".
Для получения трехмерного изображения молекулы белка исследователи помещают молекулы в специально выращиваемый кристалл и помещают это потом под рентгеновский микроскоп."Выращивание подобных кристаллов само по себе уже тянет на Нобелевскую премию"-утверждает Сеиберт. До настоящего времени ученым удалось получить трехмерные изображения всего лишь шести видов белков, составляющих клеточную мембрану, это при учете того, что их общее количество превышает 30 тысяч.
Для получения изображений с помощью луча рентгеновского лазера, находящегося в лаборатории SLAC National Accelerator Laboratory, исследователи распыляли кристаллы с замороженными вирусами и белками на пути луча мощнейшего луча рентгеновского излучения. Согласно имеющейся информации, использованный рентгеновский лазер по"яркости"превосходил в миллиард раз все созданные до этого такие лазеры. Импульс лазера длился одну квадрильоннную секунды ( десять в минус двадцать четвертой степени ), рассеиваясь от препятствия за то время пока само препятствие просто не испарялось.
С помощью специальной камеры делалась запись образцов отраженного рентгеновского излучения, на основании которых можно восстановить форму объекта. А комбинации тысяч таких снимков позволяют построить подробную трехмерную модель объектов сложнейших форм. К примеру, что бы сделать изображение белка, используемого в процессефотосинтеза, которое приведено на первом снимке, исследователи сделали около трех миллионов снимков, из которых были отобраны 10 тысяч наиболее качественных.
На втором снимке показан один из снимков, на основании которых ученые собираются построить модель самого большого из известных вирусов, мимивируса (Mimivirus), которыйявляется настолько большим, что может быть сам заражен другими, более мелкими вирусами.
