Ecco il primo nanofilm, ripresa una proteina in movimento grazie al laser
Le immagini, descritte sulla rivista Science, mostrano in slow-motion i movimenti della molecola mentre cambia repentinamente forma, riuscendo a cogliere tutti i dettagli di ogni suo atomo. Una svolta importante per la biologia, e in particolare per lo studio dei tumori, per lo sviluppo di nuovi farmaci e della fotosintesi artificiale
Un micro mondo con una micro protagonista. È stato girato il primo nanofilm: ha come protagonista una proteina in movimento ripresa grazie al più potente laser a raggi X al mondo, attivo presso l’acceleratore lineare di Stanford (Slac) in California. Le immagini, descritte sulla rivista Science, mostrano in slow-motion i movimenti della molecola mentre cambia repentinamente forma, riuscendo a cogliere tutti i dettagli di ogni suo atomo. Una svolta importante per la biologia, e in particolare per lo studio dei tumori, per lo sviluppo di nuovi farmaci e della fotosintesi artificiale, utile a produrre energia ‘pulita’.
La protagonista di questo nanofilm è la proteina Pyp (photoactive yellow protein), presente in alcuni batteri capaci di fare fotosintesi: si tratta di un recettore sensibile alla luce blu che, quando viene colpito da un impulso luminoso, si attiva cambiando conformazione. Per le ‘riprese’, questa proteina si è messa in posa all’interno di un microscopico cristallo, con un diametro inferiore a 0,01 millimetri, che è stato poi inquadrato dall’obiettivo del laser a raggi X più potente del mondo, il Linac Coherent Light Source (Lcls) dello Slac in California. Una volta dato il ‘ciak’, la proteina Pyp è stata illuminata da un particolare ‘riflettore’, ovvero un impulso di luce blu, che l’ha attivata inducendola a cambiare forma.
Grazie ai raggi X super veloci e potenti del laser Lcls, i ricercatori statunitensi dell’università dell’Arizona, di Milwaukee-Madison e i tedeschi del sincrotrone Desy ad Amburgo, sono riusciti a catturare immagini ad altissima risoluzione spaziale e temporale. “È straordinario poter assemblare un vero film molecolare del fotociclo di questo recettore batterico per la luce blu osservato con una risoluzione atomica, con le strutture intermedie che appaiono e scompaiono nella giusta sequenza”, afferma John Spence dell’università dell’Arizona. ”È un grande passo avanti – aggiunge – che aiuterà anche la ricerca sulla fotosintesi artificiale”. Ma non solo: il successo ottenuto con questo primo esperimento apre nuovi scenari per quelle che i ricercatori definiscono come “le grandi sfide della biologia”.
Le proteine, infatti, sono coinvolte in ogni processo che avviene all’interno degli organismi viventi, e giocano un ruolo centrale non solo per la salute dell’uomo, ma anche in altri ambiti come quello del cibo, dei farmaci e dell’energia. Grazie a questa nuova metodologia di indagine, aggiunge Schmidt, “vogliamo capire le basi molecolari della vita”.