I ricercatori hanno ottenuto un progresso significativo nella comprensione del ruolo della coerenza molecolare nelle reazioni, il che potrebbe rivoluzionare la nostra capacità di controllare la dinamica molecolare. Combinando due tecniche – cristallografia e spettroscopia – gli scienziati hanno ottenuto una conoscenza senza precedenti sul comportamento delle molecole proteiche.

La cristallografia è uno strumento potente che consente agli scienziati di catturare istantanee delle disposizioni molecolari. D’altra parte, la spettroscopia mappa le vibrazioni e le configurazioni delle molecole. Integrando queste due tecniche e utilizzando potenti laser a raggi X, il team di ricerca è stato in grado di osservare i movimenti iniziali delle molecole in risposta all’eccitazione ottica.

Ciò che hanno scoperto è stato il ruolo cruciale della coerenza in queste reazioni molecolari. La coerenza si riferisce all’effetto vibrazionale nelle prime fasi di una reazione biologica, anziché al movimento funzionale effettivo. Questa distinzione non era stata dimostrata sperimentalmente prima e rappresenta un progresso significativo nella nostra comprensione della dinamica molecolare.

Il professore Jasper van Thor, il leader della ricerca, spiega che le proteine sono essenziali per sostenere la vita, ma comprendere le loro funzioni significa conoscere la disposizione dei loro atomi e come cambia durante le reazioni. Con la nuova tecnica, i ricercatori possono visualizzare movimenti molecolari ultrarapidi e ottenere conoscenze sulla dinamica molecolare con una risoluzione vicina all’atomica.

Questo progresso apre possibilità per controllare la dinamica molecolare su scale di tempo estremamente rapide. Condividendo la loro metodologia, il team di ricerca spera di incoraggiare ulteriori esplorazioni sulle coerenze nei campi della biologia strutturale risolta nel tempo e della spettroscopia laser ultrarapida.

Questo studio ha richiesto l’utilizzo di strumenti di laser a raggi X a elettroni liberi e ha coinvolto collaborazioni internazionali. I ricercatori hanno plasmato la luce laser per ottenere un controllo coerente sui movimenti delle proteine e hanno combinato dati sperimentali con metodi teorici. Hanno concluso che i movimenti ultrarapidi osservati non facevano parte della reazione biologica, ma erano legati alla coerenza vibrazionale nello stato fondamentale.

La natura collaborativa di questa ricerca, che ha coinvolto 49 autori provenienti da 15 istituzioni, dimostra l’impegno e la perseveranza necessari per ottenere risultati così innovativi. Questa scoperta ha significative implicazioni sia per la biologia strutturale risolta nel tempo che per la spettroscopia ultrarapida, fornendo nuovi strumenti per analizzare i movimenti su una scala di femtosecondi.

In generale, questa ricerca rivela il ruolo cruciale della coerenza nelle reazioni molecolari, gettando luce sulla complessa dinamica delle molecole proteiche e aprendo nuove possibilità per il controllo avanzato in vari campi scientifici.

Fonte:
– Pubblicazione di Nature Chemistry.