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Proteine unter dem Mikroskop

Top-Methode: Proteine atomgenau abbilden

Ein Mikroskopieverfahren für Eiweißmoleküle ist laut dem Fachblatt "Nature Methods" die Forschungsmethode des Jahres 2015. Die sogenannte Kryo-Elektronenmikroskopie habe bemerkenswerte Fortschritte gemacht und könne Proteine inzwischen fast atomgenau abbilden.

Auszeichnung 30.12.2015

Die Methode habe dabei unter anderem von technischen Entwicklungen in der Computerspieleindustrie profitiert.

Räumliche Struktur von Eiweißmolekülen

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Cover der Jänner-Ausgabe 2016 von "Nature Methods"

Nature Methods

Cover der Jänner-Ausgabe 2016 von "Nature Methods"

Biologen untersuchen die räumliche Struktur von Proteinen, um daraus Informationen über ihre genaue Funktionsweise zu gewinnen. Auf diese Weise kann sich beispielsweise der Angriffsmechanismus eines Krankheitserregers entschlüsseln lassen. Daraus wiederum können sich neue Ansatzpunkte für maßgeschneiderte Medikamente ergeben.

Bei der Kryo-Elektronenmikroskopie werden die zu untersuchenden Proteine schockgefroren und dann mit einem Elektronenstrahl durchleuchtet. Aus zigtausenden Einzelbildern lässt sich dann die dreidimensionale Struktur eines Moleküls bestimmen.

Weniger als ein Nanometer

Das Verfahren habe insbesondere Fortschritte in der Detektortechnik nutzen können, erläutert "Nature Methods" in seiner Jänner-Ausgabe. So ließen sich die zur Untersuchung verwendeten Elektronen nun direkt nachweisen statt wie bisher über den Umweg eines Films oder eines elektronischen Kamerachips (CCD).

Daneben hätten verschiedene andere Optimierungen die Technik verbessert. Unter anderem profitiere die nötige aufwendige Bildverarbeitung von der rasanten Entwicklung der Grafikprozessoren, die von der Computerspieleindustrie getrieben werde. Heute könne auf einem Heim-PC analysiert werden, wofür 1997 noch ein ganzes Rechenzentrum nötig gewesen sei.

Im Jahr 2015 habe die Kryo-Elektronenmikroskopie erstmals die Grenze von 0,3 Nanometern Detailgenauigkeit unterschritten, die manche zuvor als undurchdringlich angesehen hätten, heißt es in dem Fachjournal. Ein Nanometer ist ein millionstel Millimeter. 0,3 Nanometer entsprechen in etwa dem doppelten Durchmesser eines Kohlenstoffatoms.

science.ORF.at/APA/dpa

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