london.
Ein Mikroskopie-Verfahren für Eiweißmoleküle ist nach dem Urteil des Fachblatts „Nature Methods“ die Forschungsmethode des Jahres 2015. Die sogenannte Kryo-Elektronenmikroskopie habe bemerkenswerte Fortschritte gemacht und könne Proteine (Eiweißmoleküle) inzwischen annähernd atomgenau abbilden, heißt es zur Begründung der Wahl. Die Methode habe dabei unter anderem von technischen Entwicklungen in der Computerspielindustrie profitiert.
Neue Ansatzpunkte für maßgeschneiderte Medikamente
Biologen untersuchen die räumliche Struktur von Proteinen, um daraus Informationen über die genaue Funktionsweise der Eiweißmoleküle zu gewinnen. Auf diese Weise kann sich beispielsweise der Angriffsmechanismus eines Krankheitserregers oder auch die Wirkweise eines Blutdruckregulators entschlüsseln lassen. Daraus wiederum können sich neue Ansatzpunkte für innovative, 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.
Das Verfahren habe insbesondere Fortschritte in der Detektortechnik nutzen können, erläutert „Nature Methods“ in seiner Januar-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 in der Computerspielindustrie. 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.
dpa