Новая методика микроскопии позволила разглядеть молекулы белков
Атомно-силовая микроскопия позволяет изучать молекулы в их «среде обитания», но получаемое при таком методе изображение очень размытое. Ученые нашли способ увеличить разрешение АСМ, подглядев технику у световых микроскопов
Для изучения белков и других биомолекул исследователи долгое время использовали лишь два метода: рентгеноструктурный анализ и криоэлектронную микроскопию. При помощи любого из этих методов можно получить изображения молекулярных структур с атомным разрешением, но для этого требуется либо получить кристаллическую структуру, либо охладить объект до криогенных температур.
Между тем, такая пробоподготовка изменяет структуру изучаемых молекул, и она может отличаться от той, что будет наблюдаться в физиологических условиях. Атомно-силовая микроскопия (АСМ) позволяет анализировать биологические молекулы без необходимости в кристаллизации или охлаждении, но разрешение этого метода до сих пор было слишком низким. В новом исследовании физики предложили методику, способную избавить АСМ от этого недостатка.
Для этого ученые воспользовались приемом, который ранее применялся для повышения разрешения световой микроскопии. Четкость изображения в таких приборах можно повысить, если наблюдать две флуоресцирующие в разное время молекулы. При одновременной флуоресценции двух расположенных рядом молекул, световой микроскоп не может различить их, но если заставить структуры испускать свет по очереди, этого можно добиться.
В своей работе физики полагались на естественные колебания атомов внутри биологических молекул. Фиксируя движения отдельных атомов друг относительно друга в разные моменты времени, ученые смогли воссоздать картинку в высоком разрешении. Конечно, главной «изюминкой» метода является компьютерный алгоритм, способный обрабатывать снимки в разные моменты времени. Благодаря этому, новую методику можно применить к полученным ранее изображениям и повысить их четкость.
Исследование опубликовано в журнале Nature.