Японские учёные исследовали изменения формы отдельной молекулы ретиналя, присоединённой к фуллерену C60 внутри углеродной нанотрубки.

При возбуждении световым импульсом молекулы ретиналя в сетчатке глаза изменяют свою форму, распрямляясь и переходя из цис-конформации в транс-форму. Это изменение формы запускает каскад биохимических реакций, в конечном итоге приводящий к возникновению электрического импульса в зрительном нерве, благодаря чему мы и способны видеть.

Для того, чтобы изучить этот механизм, учёные из Национального Института Передовой Индустриальной Науки и Техники (AIST) «пришили» молекулу ретиналя к фуллерену C60, что позволило им «загнать» гибридный комплекс внутрь углеродной нанотрубки. В данном случае нанотрубка играла роль держателя образца.

Схема эксперимента по наблюдению перехода ретиналя из цис-формы (слева) в транс-конформацию (справа).

Исследование проводилось в трансмиссионном электронном микроскопе. Благодаря использованию аберрационной коррекции и защитной роли стенок нанотрубки учёным удалось добиться разрешения до 0.14 нм – длина связи между атомами углерода. Таким образом стало возможным увидеть изменения отдельных связей в молекуле ретиналя.

Помимо уже полученных результатов, проясняющих молекулярные механизмы зрения, новый метод может быть использован для визуализации и других молекул. Например, авторы надеются, что используя их метод, возможно будет изучить такие эффекты, как молекулярное распознавание, свёртывание белков или аллостерические процессы.

Василий Артюхов