پژوهش‌گران به کمک یک شگرد محاسباتی توانسته‌اند از جمع‌کردن الگوهای پراش به دست‌آمده از مولکول‌هایی با سوگیری کاتوره‌ای، به الگویی دست یابند که با الگوی پراش به‌دست آمده از مولکول‌های کاملاً به صف‌شده و هم‌محور، یکسان است. به این ترتیب می‌توان ساختار مولکولی گروه گسترده‌ای از مولکول‌های زیستی را با روش ساده‌تری تعیین کرد.

«شکست فیبری» یکی از سازوکارهای پراش است که در گشودن معمای چگونگی ساختار برخی از مهم‌ترین مواد موجود در طبیعت، از DNA گرفته تا ویروس موزائیک تنباکو، نقشی کلیدی داشته است. یکی از کاستی‌های این روش آن است که باید شمار بسیار زیادی مولکول را ردیف کرده و به صورت تارهای فیبرگونه‌ای درآورد. اما با پدیدآمدن نسل تازه‌ای از لیزرهای الکترون‌آزاد پرتوان (XFEL) که به تازگی قابل به‌کارگیری هستند، می‌توان بر این مشکل چیره شد. به کمک این لیزرهای نسل جدید که یک‌میلیارد بار نورانی‌تر از پرتوی یک سینکروترون معمولی‌ست، می‌توان تک‌تک مولکول‌ها را با توان تفکیکی در حد اتم به تصویر کشید. مشکل آن است که پژوهش‌گران برای دست‌یابی به این تصاویر باید الگوی پراش تک‌مولکول‌های بسیاری را اندازه‌گیری کنند که همگی در راستای یکسانی ردیف شده‌اند.

H.-C. Poon et al., Phys. Rev. Lett. (2013)

پژوهش‌گران در حال بررسی ترفندهای صف‌بندی متفاوتی هستند و به عنوان نمونه، پرتوهای قطبیده‌ی لیزر را به کار می‌گیرند. اما بنابر گزارشی که به Physical Review Letters ارایه شده، دیگر نیازی به این صف‌بندی‌ها نیست. هین‌چِئوک پون (Hin-Cheuk Poon) از دانش‌گاه ویسکونسین- میلواکی به همراه هم‌کارانش، برای تعیین ساختار مولکول‌های دارای تقارن مارپیچ (مانند بسیاری از ویروس‌ها) روشی ارایه کرده‌اند. این پژوهش‌گران برای انجام این کار، دسته‌ای از الگوهای پراش را پردازش می‌کنند که از ذراتی با سوگیری کاتوره‌ای به دست آمده است. با به‌کارگیری یک شگرد محاسباتی می‌توان از جمع‌کردن این الگوها با یک‌دیگر، الگویی به دست آورد. این الگو همانند الگوی به‌دست آمده از ذراتی‌ست که به صورت فیبرهایی هم‌محور در کلافی پیچیده شده‌اند و تقارن محوری کامل دارند. برای آشکارسازی ساختار واقعی مولکول‌ها، برگردان چنین الگویی بسیار ساده‌تر است. این ره‌یافت توانایی آن را دارد که با انجام اندازه‌گیری‌هایی توسط XFEL، تعیین ساختار گروه گسترده‌ای از مولکول‌های زیستی را ممکن سازد.

منبع:

http://physics.aps.org/synopsis-for/print/10.1103/PhysRevLett.110.265505