Создан новый инструмент, который точно измеряет расстояния внутри белков: открытие, изменяющее медицину

Что если бы мы могли измерять расстояния между атомами с точностью до одного нанометра? Это кажется невозможным, но группа немецких ученых сделала невероятное открытие: они создали инструмент, который позволяет измерять внутримолекулярные расстояния с невероятной точностью.

Зачем нам измерять внутримолекулярные расстояния

Белки — это макромолекулы, которые играют ключевую роль в жизни организма. Структурные изменения белков могут привести к заболеваниям, таким как болезнь Альцгеймера, связанная с изменением структуры тау-белка. Чтобы понять, как эти изменения происходят, важно точно измерять расстояния между атомами внутри белков.

Новая "линейка" для белков

Команда ученых под руководством Штеффена Сахла из Института Макса Планка разработала внутримолекулярную "линейку", которая способна измерять расстояния в диапазоне от 0,1 до 10 нанометров, используя флуоресценцию.

Для этого к макромолекулам прикрепляются флуоресцентные молекулы, которые при освещении лазером начинают светиться. Измерив свет, ученые могут точно определить расстояние между этими молекулами.

Как работает флуоресцентная "линейка"

Для точных измерений ученые использовали фотоактивируемые красители, которые прикреплялись к разным участкам белков. С помощью лазера они заставляли эти молекулы светиться, а затем измеряли расстояния между ними по интенсивности света. Это позволило получить точные данные даже о самых маленьких расстояниях — всего 0,1 нанометра.

Применение метода для белков и раковых клеток

В одном из экспериментов ученые рассмотрели две структуры одного и того же белка. Они заметили, что расстояния между ними различаются: всего 1 нанометр и 4 нанометра. В другом эксперименте этот метод использовали для измерения внутримолекулярного расстояния в раковой клетке. Это открытие может оказать большое влияние на диагностику и лечение заболеваний.

Технологические достижения, которые сделали это возможным

"Чтобы достичь такой точности, мы использовали новейшие микроскопы и флуоресцентные молекулы, которые не мерцают и не создают лишнего свечения", — объясняют исследователи.

Это позволило избежать ошибок и получить максимально точные данные.

Что дальше

В будущем команда планирует улучшить свою методику, чтобы измерять внутримолекулярные расстояния в еще более сложных макромолекулах. Это может стать настоящим прорывом в области молекулярной биологии и медицины.

Уточнения

Моле́кула (новолат. molecula, уменьшительное от лат. moles - масса) — электрически нейтральная частица, образованная из двух или более связанных химическими связями атомов.