Линейный ускоритель LCLS впервые позволил биологам получить рентгеновские снимки живых цианобактерий, что открывает возможность для ведения наблюдений за жизнью клеток на почти молекулярном уровне, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Теперь мы можем наблюдать за полным циклом различных процессов в клетках, и набор единичных рентгеновских импульсов можно объединить в видеохронику того клеточного феномена, который мы изучаем. У нас появилась возможность анализировать различия и сходства в работе разных клеточных структур и следить за тем, как они взаимодействуют друг с другом", — заявили журналистам авторы статьи.

Янос Хайду (Janos Hajdu) из университета Упсалы (Швеция) и его коллеги впервые смогли "просветить" живую бактерию при помощи рентгеновских лучей и рассмотреть ее внутреннее устройство благодаря линейному ускорителю частиц, и рентгеновскому лазеру по совместительству, LCLS в Национальном ускорительном центре SLAC.

Как отмечают авторы статьи, раньше ученым не удавалось получать фотографии "живых" бактериальных клеток, так как изучение микробов при помощи рентгеновского лазера требует особой "заморозки" образцов, не совместимой с жизнью, да и сами рентгеновские лучи быстро разрушают органику.

Методика "фотографирования", которую придумали Хайду и его коллеги, одновременно не убивает микробов и не требует их заморозки или обработки специальными молекулами-бирками, что позволяет использовать ее для наблюдения за работой разных частей бактерии. В текущем ее варианте она позволяет получать около ста снимков в секунду, что достаточно для отслеживания относительно "медленных" процессов в клетках.

Авторам статьи удалось избежать уничтожения клеток благодаря тому, что они облучают бактерий не постоянно, а при помощи серий из чрезвычайно коротких (длиной в десятки фемтосекунд) и мощных вспышек рентгеновского лазера.

Бактерии доставляются к лучу лазера при помощи специальной аэрозольной пушки, которая одновременно распыляет микробов и разгоняет их, заставляя лететь с относительно постоянной и большой скоростью. Микробы в конечном итоге погибают, но уже после того, как импульс лазера проходит через них, что позволяет ученым заглянуть внутрь живого организма.

Сейчас ученые работают над улучшенной версией этой технологии, которая будет "щелкать" кадры заметно быстрее и которую можно будет использовать для наблюдений за клеткой в трехмерном режиме. В перспективе, такие эксперименты помогут биологам и физикам понять, как работает система фотосинтеза в цианобактериях, и как ее можно воспроизвести в пробирке.

http://ria.ru/science/20150211/1047117243.html