اک پروٹین، ایکس رے دی چمک نال اڈدیاں پھڑیا گیا

پروٹین کیویں کم کردا اے، ایہ ویکھن لئی حیاتیات دان چاہن گے کہ اوہنوں شکل بدلدیاں ویکھن۔ ایہدا مطلب اے اک اکلے سالمے نوں کئی زاویاں توں، بہت چھوٹی لہر لمبائی والی شعاع نال ویکھنا۔ مسئلہ ایہ اے کہ الیکٹران تے ایکس رے، جو ای کافی تکڑے کھوجی نیں، اوس سالمے نوں نقصان وی پہنچاؤندے نیں جیہدی اوہ تصویر لیندے نیں۔ کرائیو-الیکٹران مائیکروسکوپی ایس توں بچن لئی ہزاراں سالمیاں نوں برف وچ جما دیندی اے تے بہت ساریاں شور والیاں تصویراں دی اوسط کڈھدی اے۔

ایکس رے ہر کھلرن دے واقعے وچ الیکٹراناں نالوں لگ بھگ ہزار گنا ودھ توانائی سٹدیاں نیں۔ پر اک چور دروازہ اے، جیہنوں “تباہی توں پہلاں انحراف” (diffraction before destruction) آکھدے نیں: اک ایکس رے فری الیکٹران لیزر دی پلس نال جو بس کجھ فیمٹو سیکنڈ رہندی اے، کھلری روشنی دا نمونہ سالمے دے کھلرن توں پہلاں ای ریکارڈ ہو جاندا اے۔ سالمے نوں نہ جمانے دی لوڑ اے نہ کسے سہارے دی — اوہنوں اڈدیاں پھڑیا جا سکدا اے۔ ہُن تیک، ایہ وڈے وائرساں اُتے کامیاب ہویا سی۔ اک اکلا پروٹین، سخت ایکس رے نال تن بعد وچ تصویر کیتا ہویا، پہنچ توں باہر رہیا سی۔

خلا وچ گنڈوئے دا لہو

ہیمبرگ دے DESY وچ پال لوردو زیویئر (Paul Lourdu Xavier) تے ہنری چیپمین (Henry Chapman) دی اگوائی وچ اک وڈی بین الاقوامی ٹیم نے، European XFEL تے دنیا بھر دے درجناں اداریاں نال رل کے، ایریتھروکروورن (erythrocruorin) چنیا: اک وڈا ہیموگلوبن، جو لگ بھگ سو گنڈویاں دے لہو توں خالص کیتا گیا۔ ایہدا وزن 3.6 میگاڈالٹن اے تے ایہدی شکل بہت متشاکل اے، دو اک دوجے اُتے رکھے چھلے جنہاں دے وچکار اک موری اے۔

پروٹیناں نوں باریک بونداں وچ چھڑکیا گیا، اوہناں دا چارج مکایا گیا تے اوہناں نوں اک پتلی دھار وچ اکٹھا کیتا گیا جو اک خلا والے کمرے وچوں لگ بھگ 100 میٹر فی سکنٹ نال لنگھدی سی۔ بچی ہوئی گیس توں آؤن والی پچھوکڑ لو گھٹاؤن لئی ہیلیئم پایا گیا۔ ایس دھار دے آر پار، شینیفیلڈ، جرمنی وچ European XFEL توں پلساں چلائیاں گئیاں: 6 کلو الیکٹران وولٹ دے ایکس رے فوٹون، 180 ضرب 220 نینومیٹر دی اک تھاں اُتے گھٹے ہوئے، ہر پلس لگ بھگ 25 فیمٹو سیکنڈ دی۔

ہر چمک سالمے دے لگ بھگ تن چوتھائی ایٹماں نوں آئن بنا دیندی اے — پر اوہ اوس توں پہلاں مک جاندی اے کہ مگروں ہون والا دھماکہ تصویر نوں دھندلا کرے۔

اک شکل لئی 27 کروڑ فریم

21 گھنٹیاں وچ، ڈیٹیکٹر نے 27 کروڑ فریم ریکارڈ کیتے۔
اوہناں وچوں بس 188,557 — 0.07% — وچ انحرافی نمونہ سی، بہتا اک اکلے پروٹین دا۔
سبھ توں چنگے 50,000 نوں ملدے جلدے ویکھن دے زاویاں دے 144 گروہاں وچ ونڈیا گیا، جنہاں نے لگ بھگ 15 اینگسٹروم ریزولوشن اُتے پدھریاں پرچھاواں تصویراں دتیاں۔
26,908 چنے ہوئے نمونیاں توں، ٹیم نے انحراف نوں تن بعد وچ دوبارہ بنایا، فیر سبھ توں صاف 1,248 رکھ کے لگ بھگ 20 اینگسٹروم اُتے پروٹین دے الیکٹراناں دا تن-بعدی نقشہ کڈھیا۔ ایہ وچکارلی موری تے اوہ چھ-گنا تشاکل وکھاؤندا اے جو جانی پچھانی بناوٹ توں متوقع اے۔

اڈدیاں سنگڑدا پروٹین

ساریاں تن-بعدی دوبارہ اساریاں جانی پچھانی قلمی بناوٹ نالوں ودھ گھٹیاں ہوئیاں نکلیاں، خاص طور تے چھوٹے محور دے نال۔ ٹیم نے ایہدا سراغ آپ خلا تیک لایا: پانی توں باہر، پروٹین سنگڑ جاندا اے۔ پورے سالمے دیاں کمپیوٹر سمولیشناں متفق نیں — ایہ اپنے پہلے نینو سیکنڈ وچ 2.5% سنگڑدا اے، فیر ہور ہولی۔ سالمیاں وچکار ایہ فرق شاید ای وجہ اے کہ تن-بعدی تصویر دو-بعدی تصویراں نالوں ودھ دھندلی اے۔

لکھاری اگلے قدم گنواندے نیں: پروٹیناں نوں ایس ڈھہن توں بچاؤنا، ودھ چھوٹیاں بونداں، چھوٹے سفر یا جھٹ پٹ جمان نال، یا اوہناں نوں اک بہت پتلی مائع پرت وچ پہنچا کے؛ تے ودھ ٹکویاں، چھوٹیاں تے تکڑیاں ایکس رے پلساں۔ سمولیشناں وکھاؤندیاں نیں کہ جیویں جیویں تصویراں صاف ہون گیاں، شعاعی نقصان (radiation damage) ودھ اہم ہوندا جاوے گا۔

اکلے سالمیاں دیاں فلماں ول

ویہہ اینگسٹروم ایٹم ویکھن توں بہت دور اے۔ پر لکھاری ایہنوں لگ بھگ تن دہاکیاں توں پچھا کیتا جان والا نشانہ دسدے نیں: اک اکلا، وکھرا پروٹین، سخت ایکس رے نال تن بعد وچ تصویر کیتا ہویا، بغیر قلماں یا جمان دے۔ ایہدے توں اگے دا وعدہ ویلا اے — اک پروٹین نوں چھیڑ کے اوہنوں حرکت دے وچکار پھڑنا، اک اک چمک کر کے۔