شناسایی تغییرات پروتئین بایک فیلم مولکولی

پژوهشگران "مرکز تحقیقات پل شرر"(PSI) سوئیس توانستند انرژی مولکولی را ثبت کنند و نحوه تولید انرژی را در غشای سلول‌ها نشان دهند. آنها برای این کار، یک روش پژوهشی جدید ارائه دادند که موجب می‌شود تحلیل فرآیندهای سلولی، مؤثرتر از پیش باشد.تغییرات ساختاری پروتئین در موجودات زنده، مسئولیت بسیاری از عملکردهای زیست‌شیمی کنترل شده مانند تولید انرژی در غشای سلول را بر عهده دارند. این پروتئین موسوم به "باکتریورودوپسین"(Bacteriorhodopsin)، در ریزارگانیسم‌هایی وجود دارد که در دریاچه‌ها، نهرها و جریانات آبی ساکن هستند. مولکول این پروتئین که با کمک نور خورشید فعال می‌شود، ترکیبات موجود در درون و بیرون غشای سلول را شارژ می‌کند و ساختار سلول را تغییر می‌دهد.پژوهشگران مرکز تحقیقات پل شرر، در این پروژه توانستند لیزرهای اشعه ایکس خالی از الکترون را بررسی کنند.آنها همچنین توانستند بخشی از این فرآیند را در نوعی فیلم مولکولی ثبت کنند. "توبیاس وینرت"(Tobias Weinert)، نویسنده ارشد این پژوهش گفت: ما در این پژوهش توانستیم بخشی از حرکات پروتئین باکتریورودوپسین را که بسیار سریع و در مدت میکروثانیه رخ می‌دادند، دنبال کنیم.

پژوهشگران برای بررسی این فرآیند، از روش "بلورنگاری"(crystallography) استفاده کردند و توانستند تصاویری از حرکات پروتئین تهیه کنند. آنها پس از تهیه تصاویر، آنها را کنار هم قرار دادند و توانستند فیلمی را از آنها ارائه دهند.در این پژوهش برای تقلید نور خورشید، از پرتو لیزر استفاده شد تا توالی حرکات پروتئین مشخص شوند. لیزر توانست به تولید تصاویر مورد نیاز از پروتئین با وضوح بالا کمک کند و رایانه‌ها توانستند تصویری از ساختار پروتئین را در هر لحظه ارائه دهند. فیلمی که در نهایت تهیه شد، تغییرات صورت گرفته در ساختار مولکول باکتریورودوپسین را در ۲۰۰ میلی‌ثانیه پس از تابش نور نشان می‌دهد.ما با این روش جدید می‌توانیم بزرگترین تغییرات ساختاری مولکول را در زمان واقعی مشاهده کنیم و به اسرار ورای مولکول هر پروتئین در زنجیره مولکولی پی ببریم.این پژوهش، در مجله "Science" به چاپ رسید.