Российские учёные совершили «рентгеновскую» революцию в биологии

3 июля 2019, 21:27
Alamy/TASS

Ученые Московского физико-технического института (МХТИ) опубликовали в журнале Expert Opinion on Drug Discovery обзорный доклад, в рамках которого рассказали о том, что появление разработанной ими новой методики рентгеновского анализа – это революционный прорыв в изучении белков и живых клеток.

По мнению российских физиков, революционная особенность этой технологии заключается в крайне высокой плотности энергии лазерного импульса. При этом поясняется, что объект подвергается сильнейшему облучению из-за чего практически мгновенно и полностью разрушается. Но некоторые кванты всё-таки успевают рассеяться и попасть на детектор. Благодаря чему данный материал можно исследовать, выяснив, например, структуру белка.

Как известно, рентгеновские лазеры, а также гамма-излучатели широко используются учёными для получения так называемых «атомных» фотографий биомолекул, микробов и тканей тела. В настоящее время всего в мире существует пять таких установок, что ограничивает исследователей в возможностях их использования.

Кроме того, учёные зачастую сталкиваются с серьёзной проблемой – речь идёт о повышении яркости рентгеновского пучка, что приводит к тому, что изучаемые молекулы и клетки разрушаются после контакта с лучом лазера и их невозможно полноценно исследовать. Из-за этого учёные находятся в постоянном поиске для создания идеального рентгеновского анализа.

В частности, учёным удалось разработать несколько методик для автоматической заморозки и сортировки кристаллов, внутри которых спрятаны белковые молекулы. В свою очередь учёные из МХТИ попытались дать наиболее полную оценку результатам таких экспериментов, проанализировав все публикации, связанные с серийной рентгеновской кристаллографией.

Первые успешные результаты появились уже к концу 2010 года, через несколько лет после постройки первого рентгеновского лазера на свободных электронах. Согласно самым последним оценкам наших физиков, лазеры на свободных электронах и новые методики рентгеновской кристаллографии позволяют получить точные трёхмерные фотографии до 200 сложных белковых молекул, микробов или вирусов, большинство из которых играют ключевую роль в жизни человека, микробов или вирусов. При этом отмечается, что ранее четверть из них вообще не поддавалась никакому анализу и сейчас была расшифрована впервые.

По мнению российских учёных, опубликованные в докладе сведения привлекут внимание других исследователей, которые пока еще не знакомы с подобными установками. А это в свою очередь ускорит создание новейших лекарственных препаратов, которые помогут людям навсегда избавиться от многих пока неизлечимых болезней, в том числе рака.