Το λέιζερ ακτίνων Χ αποκαλύπτει πώς οι βακτηριακές πρωτεΐνες μεταμορφώνονται σε απόκριση στο φως
* Οι ερευνητές έχουν χρησιμοποιήσει ένα λέιζερ ακτίνων Χ για να συλλάβουν τις μοριακές λεπτομέρειες για το πώς μια βακτηριακή πρωτεΐνη αλλάζει σχήμα σε απόκριση στο φως.
* Τα ευρήματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να αναπτύξουν νέα αντιβιοτικά και να κατανοήσουν πώς αλληλεπιδρούν τα βακτήρια με το περιβάλλον τους.
Τα βακτήρια χρησιμοποιούν μια ποικιλία πρωτεϊνών για να αισθάνονται και να ανταποκρίνονται στο περιβάλλον τους. Μια τέτοια πρωτεΐνη είναι το φυτοχρώμιο, το οποίο βρίσκεται σε πολλά φωτοσυνθετικά βακτήρια. Τα φυτοχρώματα είναι φωτοϋποδοχείς που αλλάζουν σχήμα όταν απορροφούν το φως, το οποίο με τη σειρά του ενεργοποιεί μια ποικιλία κυτταρικών αποκρίσεων.
Οι επιστήμονες ενδιαφέρονται να κατανοήσουν πώς λειτουργούν τα φυτοχρώματα για πολλά χρόνια, αλλά οι μοριακές λεπτομέρειες των διαρθρωτικών αλλαγών τους παρέμειναν αόριστες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα φυτοχρώματα είναι πολύ μικρά και δύσκολο να μελετηθούν.
Ωστόσο, μια ομάδα ερευνητών στο Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντών SLAC στην Καλιφόρνια χρησιμοποίησε τώρα ένα λέιζερ ακτίνων Χ για να συλλάβει τις μοριακές λεπτομέρειες για το πώς ένα φυτόχρωμα από το βακτήριο deinococcus radiodurans αλλάζει σχήμα σε απόκριση στο φως.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το Linac Ceherent Light Source (LCLS), ένα ισχυρό λέιζερ ακτίνων Χ που μπορεί να παράγει εξαιρετικά σύντομα και έντονα παλμούς ακτίνων Χ. Αυτές οι ακτινογραφίες χρησιμοποιήθηκαν για να δημιουργήσουν μια "μοριακή ταινία" του φυτοχρώματος καθώς άλλαξε το σχήμα, αποκαλύπτοντας τον τρόπο με τον οποίο η δομή της πρωτεΐνης αλλάζει σε απόκριση στο φως.
Τα ευρήματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να αναπτύξουν νέα αντιβιοτικά και να κατανοήσουν πώς αλληλεπιδρούν τα βακτήρια με το περιβάλλον τους. Για παράδειγμα, η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των φυτοχρωμάτων θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τρόπους για να εμποδίσει τη λειτουργία τους, γεγονός που θα μπορούσε να εμποδίσει την προσαρμογή των βακτηρίων στο περιβάλλον τους και να γίνει ανθεκτικό στα αντιβιοτικά.
Αναφορά:
* Tenboer, J., Basu, S., Zatsepin, Ν. Α., Pande, Κ., Zhang, Ρ., Srajer, V., ... &Schlichting, Ι. (2022). Femtosecond ακτίνες Χ Ελεύθερη ταινία ηλεκτρονίων λέιζερ με πλήρη δυναμική φωτοϋποδοχέα. Science Advances, 8 (17), EABO2076.
