Міжнародна група вчених, очолювана професором Маріусом Шмідтом (Prof. Marius Schmidt) з університету Вісконсін-Мілуокі (University of Wisconsin-Milwaukee), добилася успіху в проведенні зйомки руху світлочутливої біомолекули певного типу з безпрецедентно високим на сьогоднішній день рівнем просторової та часової роздільної здатності. В якості зразків дослідники використовували молекули світлочутливого жовтого білка (photoactive yellow protein, PYP), який є «приймачем» світло синього кольору і який входить до складу механізму фотосинтетичного бактерій деяких типів. Коли молекула PYP вловлює фотон синього світла, вона починає рухатися, приймаючи кілька проміжних форм, максимально ефективно поглинаючи енергію фотона. Потім молекула повертається до вихідного стану і це є завершальним етапом фотоциклу, який вже досить добре вивчений вченими.Для виробництва зйомки вчені синтезували крихітні кристали з молекул білка PYP, розміри яких рідко перевищували 0.01 міліметр. Фотоцикл цих молекул був запущений імпульсу синього лазера, після чого ці мікрокристали розпорошувалися в робочий об’єм камери лазера LCLS, самого потужного рентгенівського лазера на сьогоднішній день, що знаходиться в Національній лабораторії лінійних прискорювачів SLAC.Надзвичайно яскраві й короткі спалахи лазера LCLS дозволили дослідникам зафіксувати всі етапи зміни форми молекули білка PYP. А зображення самих молекул були відновлені з образів дифракції променів рентгенівського випромінювання. Отримані знімки мають просторову роздільну здатність в 0.16 нанометра, для порівняння варто зазначити, що діаметр найменшого атома, атома водню, що дорівнює приблизно 0.1 нанометра.
Крім настільки високої просторової роздільної здатності рентгенівський лазер зміг забезпечити і надшвидку часову роздільну здатність. Проміжки часу між двома сусідніми знімками не перевищували 1 пикосекунды (трильйонної частки секунди), та отримання коротких інтервалів просто неможливо за допомогою інших методів. Пізніше, після остаточної обробки знімків вони будуть об’єднані у відео, яке демонструє динаміку руху молекули білка в уповільненому темпі.Порівняно з іншими методами зйомки рентгенівські лазери мають дві незаперечні переваги при дослідженняхдинаміки руху молекул. Тільки такі лазери можуть надзвичайно сильні і надкороткі імпульси рентгенівського випромінювання, що дозволяє зафіксувати чітку дифракційну картину до того моменту, як об’єкт досліджень розпадеться під впливом випромінювання. Крім цього, пикосекунда — це далеко не межа тимчасової роздільної здатності для зйомки за допомогою імпульсів рентгенівського лазера. В даному випадку дослідники використовували імпульси, тривалістю 40 фемтосекунд, але нічого не заважає зменшити цей час до декількох фемтосекунд, отримавши ще велику часову роздільну здатність проводиться зйомки.»Даний випадок є справжнім проривом» — розповідає професор Генрі Чапман (Prof. Henry Chapman), вчений з Центру вивчення лазерів на вільних електронах в інституті DESY, Німеччина, — «Наше досягнення має величезне значення для подальшого розвитку деяких галузей науки, в яких вчені отримали можливість проводити зйомку динамічних події з атомною роздільною здатністю».