Ein exaktes, räumliches Bild von großen Biomolekülen, Proteinen oder einzelnen Zellbestandteilen erleichtert Molekularbiologen das Verständnis komplexer Abläufe dieser Bausteine des Lebens. Doch so ein Bild zu bekommen, ist sehr aufwändig: Man benötigt intensive Röntgenstrahlung und ausgeklügelte Computerprogramme, und die Probe musste bisher in einen perfekten Einkristall gebannt werden. US-Forscher entwickelten nun eine Methode, um auch ohne perfekte Kristalle oder auch bei Proben mit einzelnen Störstellen ein dreidimensionales Bild zu bekommen. Ihre Ergebnisse präsentieren sie im Fachblatt “Physical Review Letters” (Vol.89, Art.Nr. 088303).
Liefern bisher nur periodische Strukturen in Kristallen genügend Informationen für ein 3D- Bild, reicht nun das Sammeln vieler schwacher Brechungsmuster der Röntgenstrahlung aus. Jianwei Miao und seine Kollegen von der Stanford University schickten aus 30 verschiedenen Blickwinkeln einen Röntgenstrahl auf eine nanostrukturierte Probe, die einen DNS-Strang simulierten. Diese Aufnahmen an dem Synchrotronring SPring-8 in Japan reichten aus, um ein dreidimensionales Bild mit einer Auflösung von rund 50 Millionstel Millimeter (Nanometer) zu berechnen. In weiteren Versuchen hofft Miao, sogar einzelne Atome auflösen zu können.
Sollte der Physiker diese Methode weiter verbessern können, eröffnet sich Biologen ein ungeahnter 3D-Blick auf viele Zellteile oder Viren, die sich bisher nicht in Kristalle bannen ließen. In Verbindung mit der kommenden Generation von Strahlungsquellen ? den Freien Elektronen Lasern ? könnten sogar einzelne Moleküle ihren räumlichen Aufbau offenbaren. “Wenn das klappt, ist es eine Revolution auf dem Gebiet der molekularen Strukturanalyse biologischer Proben”, sagt Miao.
Jan Oliver Löfken
