Найден способ увидеть колебания молекул

Исследователи из Университета Рочестера и Института Френеля во Франции нашли способ визуализировать эти молекулы еще более подробно, показывая их положение и ориентацию в 3D, и даже то, как они качаются и колеблются. Это может пролить бесценную информацию о вовлеченных биологических процессах, например, когда клетка и белки, регулирующие ее функции, реагируют на вирус COVID-19.

«Когда белок меняет форму, он обнажает другие атомы. которые усиливают биологический процесс, поэтому изменение формы белка оказывает огромное влияние на другие процессы внутри клетки», — говорит Софи Брасселет, директор Института Френеля, сотрудничавшая с профессорами Мигелем Алонсо и Томасом Брауном из Института оптики в Рочестере. Один из способов отслеживать это изменение формы — это посмотреть на ориентацию флуоресцентных молекул, прикрепленных к интересующему белку.

Технология «Координатно-высотная визуализация сверхвысокого разрешения с дизерингом и ориентацией (CHIDO) была разработана и построена соавторами Валентиной Курсио, аспирантом из группы Брасселе, и Луисом А. Алеман-Кастанедой, аспирантом из группы Алонсо. CHIDO включает стеклянную пластину, подвергающуюся равномерному напряжению по всей своей периферии. Помещенная в плоскости Фурье позади флуоресцентного микроскопа, пластина преобразует изображение отдельной молекулы в искаженное фокусное пятно, форма которого напрямую кодирует трехмерную информацию.

С научной точки зрения, фазовая пластинка с пространственно изменяющимся двулучепреломлением имеет распределение двулучепреломления с тригональной симметрией. Фактически, он может создавать лучи со всеми возможными состояниями поляризации.

«Это одна из прелестей оптики», — говорит Браун. «Если у вас есть устройство, которое может создавать практически любое состояние поляризации, то у вас также есть устройство, которое может анализировать практически любое возможное состояние поляризации».