keskiviikko, 11. toukokuu 2016

Maailman tehokkain laser töissä: Biologisen fotoreseptorin atomien liike saatiin esiin

 

Richard Feynmanin kuuluisan lausahduksen mukaisesti kaikki elollisten olentojen toiminnot voidaan selittää atomien liikkeillä.

Atomit ovat kuitenkin liian pieniä ja nopeita, jotta niitä olisi mahdollista havaita paljain silmin.

Suurin osa atomien dynamiikasta saadusta tiedosta perustuukin tietokonesimulaatioihin. Simuloinnin tärkeyttä kemian työkaluna havainnollistaakin hyvin tietokonesimulaatioilla ansaittu Nobelin palkinto vuonna 2013. Suoraan havainnointiin perustuva näyttö on ollut hyvin puutteellista.

Nyt kansainvälinen tutkijatiimi on ensimmäistä kertaa havainnoinut suoraan fotoreseptoriproteiinin atomien liikettä niiden reagoidessa valoon. Tutkimus tehtiin Stanfordin yliopiston Linac-laserin (Coherent Light Source X-ray Free Electron Laser) avulla ja tiimissä olivat mukana akatemiatutkija Gerrit Groenhof ja tutkijatohtori Dmitry Morozov Jyväskylän yliopistosta.

Fotoreseptoriproteiini on bakteeritason vastine ihmissilmälle ja mahdollistaa bakteerien reagoinnin siniseen valoon. Tutkijat käyttivät erittäin lyhyitä röntgenlaserpulsseja, joilla he saivat kuvattua atomien paikat eri hetkinä sen jälkeen, kun proteiinia oli ensin valaistu sinisellä valolla. Tämä valokuvasarja näyttää ensimmäistä kertaa, kuinka atomit reagoivat valoon.

Jyväskylän yliopiston tutkijat olivat kymmenen vuotta aiemmin ennakoineet kyseisen reaktion tietokonesimulaatioitten avulla.

Tutkimus julkaistiin Science-lehdessä.