Röntgenkälla ska visa livets innersta

Snart kan en ny röntgenteknik göra det möjligt att avbilda enskilda virus och molekyler. Men för att lyckas måste forskarna först skapa en röntgenstrålning som är tio miljarder gånger intensivare än den starkaste röntgenstrålning som existerar på jorden.

(Denna text bygger på intervjuer med företrädare för forskningsmiljön 2005. Sidan uppdateras inte längre.)

Idag är det inte möjligt att avbilda enskilda virus och molekyler med någon form av partikelstrålning. Forskning vid Uppsala universitet har dock väckt nya förhoppningar om att kunna avbilda tillvarons minsta beståndsdelar med hjälp av en s.k. frielektronlaser.

- Vårt mål är att utveckla en röntgenkälla med extremt hög intensitet och korta pulser, förklarar professor Janos Hajdu som leder forskargruppen vid Uppsala universitet.

Forskarnas idé går ut på att försöka skapa en bild av provet innan det påverkas av strålningens energi. För att lyckas tänker de skjuta ett mycket stort antal röntgenfotoner (ljuskvanta) under en mycket kort tidsrymd mot provet.

- Det är i linje med fysikens lagar, men det har aldrig prövats i praktiken eftersom så starka pulser inte förekommer naturligt på jorden. 

Med den nya tekniken hoppas forskarna kunna avbilda enskilda virus och makromolekyler. Janos Hajdu och hans forskarkollega David van der Spoel ser flera framtida tillämpningar för röntgentekniken. Ett område är design av läkemedel mot hiv utifrån den kunskap om virusets struktur som tekniken kan ge. Ett annat område är extrema tillstånd.

- Kanske är det möjligt att skapa förhållanden här på jorden som annars bara finns i svarta hål.

Pröva i praktiken

Forskningen i Uppsala har väckt stor uppmärksamhet internationellt.

- Det har gjort det ekonomiskt möjligt att förverkliga planerna på den här typen av anläggningar. Den första maskinen beräknas stå färdig 2009 i USA och 2012 invigs en liknande anläggning i Tyskland, berättar Janos Hajdu.

Nästa steg blir att använda utrustningen i praktiken. Med den nya satsningen från Vetenskapsrådet blir det möjligt för forskargruppen i Uppsala att själv utföra forskningen. Det betyder inte att forskarna inte samarbetar med andra grupper i världen.

- Vi kan inte göra allting själva. För att i detalj förstå hur processen går till behöver vi samarbeta med experter från olika områden, t.ex. plasmafysiker och atomfysiker.

Än så länge har forskarnas idéer inte prövats i praktiken. Janos Hajdu är dock övertygad om att den nya röntgentekniken kommer att få stor betydelse för forskningen.

- Om allt fungerar som vi tror det ska göra, så kommer vi att skapa ett nytt fält inom biologin. Om det inte går som vi tänkt, är det bara ny fysik. För i så fall fungerar inte fysiken som vi förväntat oss att den ska göra.

Text: Peter Tillhammar
Foto: Okänd

Läs mer om projektet: Uppsala universitet: Molecular Biophysics Group