Белок в клетке — как туго свёрнутая пружина. Её форма определяет, что она делает, но увидеть эту форму у одиночной молекулы, не задев её, было почти невозможно. Новый микроскоп действует иначе: он посылает короткий лазерный импульс, который слегка нагревает молекулу. От тепла молекула начинает вибрировать, и эти вибрации — как уникальный голос, по которому можно узнать и сам белок, и его состояние.
Метод назвали спектроскопией фототермического кодированного рассеяния. Лазер «слушает» колебания связей внутри белка — тех самых, что соединяют атомы в цепочку. Каждая связь вибрирует на своей частоте, и набор частот складывается в отпечаток, как аккорд из нескольких нот. Сравнивая «аккорды», учёные различают белки, определяют их массу и даже видят, как белок меняет форму при работе.
Раньше белки метили светящимися красителями — но метка могла изменить поведение молекулы, как тяжёлое украшение на пружине. Новый метод не требует меток, поэтому белки остаются в естественном виде. Учёные уже измерили, как быстро один белок связывается с другим, и увидели, как искусственно созданный белок переключается между двумя формами — словно ключ поворачивается в замке.
Теперь можно будет изучать белки в их родной среде — внутри клетки, а не в пробирке. Это шаг к пониманию того, как работают молекулярные машины жизни, и к созданию лекарств, которые точнее попадают в цель.
Белки вибрируют с частотой до миллиарда раз в секунду — быстрее, чем взмахи крыльев у комара.