البروتين عبارة عن آلة جزيئية بحجم النانو تُفعَّل وتُعطَّل بأمر خارجي. يأتي الأمر عندما يرتبط جزيء آخر بالبروتين، تمامًا مثلما يدخل المفتاح في القفل. يؤدي هذا الارتباط إلى تغيير تكويني (conformational change) في البروتين، وتنتقل الإشارة إلى بقية السلسلة. ومع ذلك، ظل من غير الواضح لفترة طويلة كيف تنتشر الإشارة بالضبط داخل البنية البروتينية.

الآن، جمع الباحثون بين طريقتين: التحليل الطيفي بالليزر فائق السرعة والمحاكاة الديناميكية الجزيئية. تثير نبضة الليزر البروتين فتبدأ حركته، بينما تعيد المحاكاة الحاسوبية إنتاج هذه الحركات على الشاشة. بمقارنة البيانات التجريبية والمحسوبة، حدد العلماء أي أجزاء البروتين تتحرك أولاً وأيها يتحرك لاحقًا. اتضح أن الإشارة تنتشر عبر سلسلة من عدة أحماض أمينية، كما في سباق التتابع حيث تنتقل العصا من عداء إلى آخر.

هذا الأسلوب عام وينطبق على بروتينات مختلفة. على سبيل المثال، اختبره العلماء على بروتين PDZ3 الذي ينقل الإشارات في الخلايا، وعلى PDZ2 الذي يحرر جزيئًا محتجزًا تحت تأثير الضوء. في كلتا الحالتين، تمكنوا من ملاحظة كيفية مرور الإشارة عبر البروتين في أجزاء من مليار من الثانية. ستساعد هذه المعرفة في تطوير أدوية تستهدف بدقة، وفهم لماذا تتعطل البروتينات أحيانًا وتسبب الأمراض.