Перейти к содержанию

Ученые изучили механизм защиты молекулы от разрушительного воздействия излучения

Учeным ужe извeстнo дoвoльнo дaвнo, чтo нeкoтoрыe мoлeкулы имeют встрoeнный мexaнизм, кoтoрый пoзвoляeт зaщитить цeлoстнoсть их структуру от пагубного воздействия радиации. Например, когда молекулы ДНК под воздействием ультрафиолетового света, она может рассеять избыток энергии, «изгнан» из себя ядро атома водорода, протон. Это, в свою очередь, позволяет сохранить в целостности и безопасности химических связей между всеми другими атомами молекулы.

Для того, чтобы вскрыть все тонкости этого процесса, исследователи использовали сверхкороткие импульсы рентгеновского излучения из источника Linac Coherent Light Source (LCLS) Национальной лаборатории линейных ускорителей SLAC. Для «поражения» молекул вещества 2-тиопиридона (2-thiopyridone), имеющих относительно простую структуру, делает дополнительный свет лазера. И все, что происходило с молекулами преобразования полностью соответствуют процесс трансформации в молекулы ДНК под влиянием высокой энергии фотонов света. Импульсы же рентгеновские лучи, которые длились несколько фемтосекунд, позволили ученым зафиксировать все этапы работы механизма молекулы.

Этот случай является первым в истории науки, когда мониторинг молекулярных изменений, был использован так называемый метод резонанса неэластичного рассеяния рентгеновского излучения (резонансные o X-ray scattering, RIXS). Этот метод позволил ученым увидеть протоны, которые и на очень большой скорости, испускаются молекулами, как мяч после удара по нему ногой футболиста.

Эффект резонанса, создается в зависимости от параметров импульсов рентгеновского излучения и энергия фотонов влияет на молекулы света, служит своего рода усилителем сигнала, в котором заключена информация о процессах, в которых участвует атом азота в молекуле, которая играет важную роль в функционировании системы защиты молекулы излучения.

Собранные учеными данные показывают, что свет снаружи лазера не происходит, что разрыв водородных связей защиты азотных атомов. Дополнительные же исследования показали, что сверхбыстрые импульсы рентгеновского излучения не имеют к этому процессу никакого эффекта. Все это послужило доказательством работы метода поиска, которые, в ближайшем будущем, будет использоваться учеными для исследования сложных молекул и для получения информации о фотохимических реакциях различных типов.