Westend61 | গেটি ইমেজ
আপনি কি কখনও এমন একটি নিখুঁত ফটো নষ্ট করেছেন যিনি খুব দ্রুত চলে যাচ্ছেন এবং অস্পষ্টতা সৃষ্টি করছেন? আলোর প্রতিক্রিয়ায় তাদের গঠন পরিবর্তনকারী প্রোটিনের চিত্রগুলি লক্ষ্য করার সময় বিজ্ঞানীরা একই সমস্যার মুখোমুখি হন। এই প্রক্রিয়াটি প্রকৃতিতে খুব সাধারণ, তাই বছরের পর বছর ধরে গবেষকরা এর বিশদ বিবরণ ক্যাপচার করার চেষ্টা করেছেন। যাইহোক, তারা দীর্ঘদিন ধরে এটিকে অবিশ্বাস্য হারে ঘটতে বাধা দিয়েছে।
এখন উইসকনসিন মিলওয়াকি বিশ্ববিদ্যালয় এবং ফ্রি ইলেকট্রনিক লেজার রিসার্চ সেন্টারের একদল গবেষক জার্মান ইলেকট্রনিক সিঙ্ক্রোট্রন জার্মানিতে, মেশিন লার্নিং এবং কোয়ান্টাম যান্ত্রিক গণনাগুলিকে একত্রিত করা হয়েছিল আলোক-উত্তেজিত আলোক সংবেদনশীল হলুদ প্রোটিনের (PYP) কাঠামোগত পরিবর্তনের সবচেয়ে সঠিক রেকর্ড প্রাপ্ত করার জন্য। তাদের শিক্ষা, নভেম্বরে নেচার জার্নালে প্রকাশিতদেখিয়েছে যে তারা পারে সিনেমার শুটিং এক সেকেন্ডের এক চতুর্থাংশের মধ্যে ঘটে যাওয়া প্রক্রিয়া।
যখন PYP আলো শোষণ করে, তখন এটি তার শক্তি শোষণ করে এবং তারপর নিজেকে পুনর্গঠিত করে। কারণ প্রোটিনের কাজ কোষের ভিতরে দ্বারা নির্ধারিত হয় এর গঠন, প্রতিবার PYP ভাঁজ করা হয় বা আলোকসজ্জার পরে বাঁকানো হয়, এটি বড় পরিবর্তন ঘটায়। UWM পদার্থবিদ্যা এবং গবেষণার সহ-লেখক আব্বাস ওরমাজদ বলেছেন যে আলোর সাথে প্রোটিনের মিথস্ক্রিয়ার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উদাহরণগুলির মধ্যে একটি হল সালোকসংশ্লেষণের সময় উদ্ভিদে। অ্যারিজোনা স্টেট ইউনিভার্সিটির অ্যাপ্লায়েড স্ট্রাকচারাল ডিসকভারির সেন্টার ফর বায়োডিজাইনের পরিচালক পেট্রা ফ্রোমে ব্যাখ্যা করেছেন যে পিওয়াইপি আমাদের চোখের প্রোটিনের অনুরূপ যা রাতে রেটিনা নামক প্রোটিনের আকার পরিবর্তন করে আমাদের ফটোরিসেপ্টর কোষগুলিকে সক্রিয় করে। , গবেষণায় অংশ নিচ্ছেন না। Fromme নোট করে যে PYP-এর আকৃতির পরিবর্তন কিছু ব্যাকটেরিয়াকে নীল আলো শনাক্ত করতে সাহায্য করে, যা তাদের ডিএনএ ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে, তাদের দূরে রাখতে।
এই গুরুত্বপূর্ণ আলোর কারণে আণবিক বিকৃতির বিশদ বিবরণ, যাকে আইসোমারাইজেশন বলা হয়, বিজ্ঞানীরা বছরের পর বছর ধরে উপেক্ষা করেছেন। “যখন আপনি যেকোন পাঠ্যপুস্তকের দিকে তাকান, এটি সর্বদা বলে যে এই আইসোমারাইজেশনটি হালকা উত্তেজনার সাথে সাথেই ঘটে,” ফ্রোমে বলেছেন। যাইহোক, বিজ্ঞানীদের জন্য, “একটি মুহূর্ত” পরিমাপ করা যায় না – প্রোটিনের গঠনে পরিবর্তন খুব অল্প সময়ের মধ্যে ঘটে, যা ফেমটোসেকেন্ড বা এক সেকেন্ডের এক চতুষ্কোণাংশ নামে পরিচিত। Fromme বলেছেন যে 32 মিলিয়ন বছর যদি এক সেকেন্ডের সমান হয়, তবে একটি ফেমটোসেকেন্ড হল এক সেকেন্ড।
বিজ্ঞানীরা পরীক্ষামূলকভাবে একইভাবে ছোট এক্স-রে দিয়ে এই অবিশ্বাস্যভাবে সংক্ষিপ্ত সময়কাল পরীক্ষা করে। নতুন গবেষণায় ক্যালিফোর্নিয়ার SLAC ন্যাশনাল অ্যাক্সিলারেটর ল্যাবরেটরিতে একটি বিশেষ সুবিধায় UWM পদার্থবিদ মারিয়াস শ্মিটের নেতৃত্বে একটি দল এইভাবে প্রাপ্ত ডেটা ব্যবহার করেছে। এখানে, গবেষকরা প্রথমে পিওয়াইপিকে আলোকিত করেছিলেন। তারপর তারা একটি অতি-সংক্ষিপ্ত এক্স-রে দিয়ে গুলি করে। প্রোটিন থেকে নির্গত এক্স-রে – বিচ্ছুরিত এক্স-রে – বস্তু থেকে প্রতিফলিত আলোর চূড়ান্ত গঠন প্রতিফলিত করে, ঠিক যেমন তারা সাধারণ ছবি তুলতে সাহায্য করে। ডালের স্বল্পতা বিজ্ঞানীদের নড়াচড়া করার সাথে সাথে প্রোটিনের সমস্ত পরমাণুর অবস্থানের একটি ছবি পেতে দেয়, ঠিক যেমন একটি খুব দ্রুত শাটার ক্যামেরা দৌড়ানোর সময় চিতার পায়ের বিভিন্ন অবস্থান ক্যাপচার করতে পারে।
SLAC
যাইহোক, এমনকি সংক্ষিপ্ততম এক্স-রে, একটি নিয়ম হিসাবে, একটি প্রোটিনের আকৃতি পরিবর্তনের ফেমটোসেকেন্ড-ফেমটোসেকেন্ড রেকর্ড ভাঙতে যথেষ্ট দ্রুত “শাট-অফ” তৈরি করেনি। “ডিফ্র্যাকশন সিগন্যাল বিশ্লেষণে প্রধান সমস্যা হল যে এক্স-রে উত্সটি গোলমাল,” বলেছেন শৌল মুকামেল, ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন রসায়নবিদ, লস অ্যাঞ্জেলেস, যিনি গবেষণার অংশ নন। অন্য কথায়, এক্স-রে সবসময় ঝলকানি। অন্তত কিছু অস্বচ্ছতা বাড়ে. নিজেকে একজন ঠিকাদার হিসাবে কল্পনা করুন যিনি প্রোটিনকে প্রিটজেলে পরিণত করেন। এক্স-রে ব্যবহার করে, বিজ্ঞানীরা এর বক্রতাকে উদ্দীপিত করে এমন আলোক শক্তি শুষে নেওয়ার পরপরই এর স্বস্তিদায়ক ভঙ্গি এবং এর মিশ্রন স্পষ্টভাবে দেখতে পারেন। অঙ্গ-প্রত্যঙ্গের শেষে।
