Pada generasi sinkrotron sumber cahaya, kecil, kuat x-ray balok - terutama sub-mikron ukuran - secara substansial dapat memajukan penelitian di beberapa bidang biologi struktural, khususnya makromolekul kristalografi (MX). Demikianlah konsensus sekitar 100 peserta di "Frontiers MX di Satu Micron Skala" lokakarya yang diadakan di BNL pada tanggal 23 dan 24. Lokakarya pembicaraan juga menerangi manfaat yang mikro-balok akan menawarkan untuk mitigasi kerusakan radiasi, namun, semua sepakat bahwa verifikasi eksperimental lebih dan pengembangan metode diperlukan.
Peserta pada 2009 Frontiers MX Lokakarya
Lokakarya ini sangat relevan mengingat perkembangan National Synchrotron Light Source II (NSLS-II), baru brilian sinkrotron fasilitas dalam pembangunan di BNL. Daftar luar biasa besar sponsor tertarik untuk lokakarya mencakup NSLS-II Proyek, BNL National Synchrotron Light Source (NSLS), Kantor Riset Biologi & Lingkungan dan Kantor Dasar Ilmu Energi di Kantor DOE of Science, Brookhaven Science Associates , BNL di Departemen Biologi, Institut Nasional Pusat Kesehatan Nasional untuk Penelitian Sumber Daya, dan Institut Nasional Ilmu Kedokteran Umum. Dukungan komersial disediakan oleh FMB-Oxford Ltd, Bruker ASC, dan Area Detektor Systems Corporation.
Saat ia menyambut peserta pada hari pertama lokakarya, Direktur Laboratorium Sam Aronson menyoroti peran penting yang dimainkan oleh masyarakat kristalografi di NSLS dan menyatakan harapannya untuk melanjutkan keterlibatan mereka dalam memanfaatkan kemampuan diperluas dari NSLS-II. Selama lokakarya, yang diselenggarakan oleh Dieter Schneider BNL itu, Marc Allaire, dan Lonny Berman, pembicara pada hari pertama kuliah tentang peluang ilmiah, metode kristalografi baru, kerusakan radiasi, dan mikro-fokus beamlines. Hari berikutnya adalah dikhususkan untuk konsep beamline dan tantangan dalam optik dan instrumentasi. Poster yang ditampilkan pada kedua hari untuk melihat dan diskusi selama istirahat minum kopi dan makan siang.
Tepat, lokakarya pembicara dan peserta diperbolehkan untuk menimbang dalam tentang bagaimana perkembangan terakhir di kristalografi dapat digunakan untuk menginformasikan desain beamlines di NSLS-II. Pembicara dan peserta lokakarya menggarisbawahi pentingnya menggabungkan penuh otomatisasi dan beamlines dengan fleksibilitas untuk memberikan sinar satu mikron stabil serta balok besar. Mengenai masa depan di NSLS-II, Wayne Hendrickson, NSLS-II Direktur Proyek Associate Life Sciences, meramalkan bahwa "apa yang kita anggap sebagai hari sulit akan menjadi rutinitas pada tahun 2015."
David Eisenberg dari UCLA diilustrasikan hanya perkembangan ini dengan membahas petualangannya dalam mikro-kristalografi yang menyebabkan penemuan negara mis-peptida amiloid dilipat yang menyebabkan Alzheimer dan penyakit terkait. Ia mengantisipasi bahwa semakin brilian x-ray balok dan kemajuan terus dalam mikro-teknik pada akhirnya akan memungkinkan dia untuk menyelidiki kristalit amiloid di vivo, di dalam sel utuh. Kristen Riekel, kolaborator lama dan pelopor dalam microdiffraction, memperluas pandangan dan ide-ide yang diuraikan ia dan rekan-rekannya menerapkan dalam memajukan dari mikro-untuk nano-difraksi metode.
Selain mempertimbangkan ide-ide baru untuk NSLS-II, beberapa pembicara berbagi perkembangan saat ini dan rencana masa depan untuk fasilitas sinkrotron lainnya, termasuk Advanced Photon Source di Argonne National Laboratory, Eropa Synchrotron Radiation Facility (ESRF) di Grenoble, Perancis, Swiss Light sumber di Swiss, Diamond Light Source di Inggris, dan Spring-8 fasilitas di Jepang. Dengan membawa bersama para ilmuwan dari fasilitas yang tersebar luas tersebut, lokakarya juga memberikan suatu kesempatan unik dalam membangun komunitas ilmiah.
"Untuk mengatasi masalah yang akan muncul dalam lima sampai 10 tahun mendatang, kita perlu menemukan cara yang lebih baik untuk mengintegrasikan dan berbagi akses ke beamlines," kata Sean McSweeney dari ESRF, menekankan nilai pengembangan koperasi. Demikian juga, Gebhard Schertler, MRC Laboratorium Biologi Molekuler, Cambridge, Inggris, menunjukkan, "Sangat penting bagaimana para ilmuwan beamline bekerja dengan para ilmuwan lainnya -. Mereka harus bekerja pada istilah yang sama"
Lokakarya diakhiri dengan diskusi akhir mempertimbangkan pertanyaan kunci dari apakah atau tidak kasus yang solid telah dibuat dalam mendukung mikro-balok. Peserta berdebat masalah ini dengan antusiasme seluruh, berunding kesesuaian dari skala satu mikron, peran sub-mikron balok, dan manfaat beamlines dengan kemampuan fleksibel.
Meskipun sebagai Colin Nave dari Diamond menunjukkan, "Kami belum dalam posisi di mana semua kemungkinan telah dieksplorasi."
Pada akhirnya, jumlah ceramah dan diskusi jelas digambarkan bahwa balok kecil akan memungkinkan ilmu baru, khususnya terjadi jika balok adalah ukuran sub-mikron. Pada skala ini, struktur kerja akan dicirikan oleh eksperimen daripada pengukuran rutin dan melibatkan banyak pencarian dalam ilmu kehidupan seperti MX, kecil-sudut hamburan sinar-x, dan difraksi serat, dan berpotensi meminjam dari mikroskop elektron. Akhirnya, lokakarya menerangi manfaat yang mikro-balok menawarkan untuk mitigasi kerusakan radiasi, tetapi bahwa percobaan lebih harus dilakukan dan metodologi yang dikembangkan untuk memastikan bahwa mikro-balok yang digunakan untuk keuntungan mereka yang terbaik.