Ved neste generasjons synkrotron lyskilder, små, kraftige x-ray bjelker - spesielt av sub-mikron størrelse - kunne vesentlig fremme forskning på flere områder av strukturelle biologi, spesielt macromolecular krystallografi (MX). Slik var konsensus av de ca 100 deltakerne på "MX Frontiers på One Micron Scale" workshop holdt i BNL 23. juli og 24.. Workshop snakker også belyst fordelene som mikro-bjelker vil tilby for reduksjon av stråling skader, men alle enige om at mer eksperimentell verifikasjon og metodeutvikling er nødvendig.
Deltakere på 2009 MX Frontiers Workshop
Workshopen var spesielt relevant gitt utbygging av nasjonale Synchrotron Light Source II (NSLS-II), en strålende ny synkrotronstråling anlegg under bygging i BNL. Den uvanlig omfattende liste over interesserte sponsorer til workshop inkluderte NSLS-II Project, BNL National Synchrotron Light Source (NSLS), Office of Biological & Environmental Research og Office of Basic Energy Sciences i DOE Office of Science, Brookhaven Science Associates , BNL er biologi Institutt, National Institutes of Health i National Center for Research Resources, og National Institute of General Medical Sciences. Kommersiell støtte ble gitt av FMB-Oxford Ltd, Bruker ASC, og området Detector Systems Corporation.
Som han ønsket velkommen deltakere på den første morgenen i verkstedet, fremhevet Laboratory direktør Sam Aronson de grunnleggende rolle i krystallografi samfunnet på NSLS og uttrykte sitt håp for deres fortsatte engasjement i å utnytte de utvidede mulighetene i NSLS-II. Under workshopen, organisert av BNL er Dieter Schneider, Marc Allaire, og Lonny Berman, foreleste høyttalere på den første dagen om vitenskapelige muligheter, nye krystallografisk metoder, stråling skade, og mikro-fokusering beamlines. Den neste dagen ble viet til beamline konsepter og utfordringer i optikk og instrumentering. Plakater ble vist på begge dager for visning og diskusjon under kaffe og lunsj pausene.
Treffende, verksted tillates foredragsholdere og deltakere til å veie inn på hvordan den siste utviklingen i krystallografi kan brukes til å informere utformingen av beamlines på NSLS-II. Workshop foredragsholdere og deltakere understreket viktigheten av å innlemme full automatisering og beamlines med fleksibilitet til å levere en stabil én mikrometer bjelken samt større bjelker. Om framtiden på NSLS-II, spådde Wayne Hendrickson, NSLS-II Associate prosjektdirektør for Life Sciences, at "det vi tenker på som vanskelig i dag vil bli rutine innen 2015."
David Eisenberg av UCLA illustrerte nettopp denne utviklingen ved å diskutere hans eventyr i mikro-krystallografi som førte til oppdagelsen av mis-foldet tilstand av amyloid peptider som forårsaker Alzheimers og relaterte sykdommer. Han forventer at stadig strålende x-ray bjelker og fortsatt fremskritt i micro-teknikker til slutt vil tillate ham å undersøke amyloid krystallitter in vivo, inni intakt celler. Christian Riekel, hans mangeårige samarbeidspartner og en pioner i microdiffraction, utvidet disse synspunktene, og skissert ideer som han og hans kolleger gjelde rykket opp fra mikro-til nano-diffraksjon metoder.
I tillegg til å vurdere nye ideer for NSLS-II, delte noen høyttalere løpende utvikling og fremtidige planer for andre synkrotron fasiliteter, inkludert Advanced Photon Source ved Argonne National Laboratory, European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) i Grenoble, Frankrike, den sveitsiske Lys Kilde i Sveits, Diamond Light Source i England, og Spring-8 anlegg i Japan. Ved å bringe sammen forskere fra slike omfattende anlegg, verksted også gitt en unik mulighet i vitenskapelige samfunn bygningen.
"Å ta opp spørsmål som kommer opp i de neste fem til 10 år, må vi finne bedre måter å integrere og dele tilgangen til beamlines," sier Sean McSweeney av ESRF, med vekt på verdien av felles utvikling. Likeledes indikerte Gebhard Schertler, MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, Storbritannia, "Det er viktig hvordan beamline forskere arbeider med andre forskere -. De har å jobbe på like vilkår"
Workshopen ble avsluttet med en siste drøfting med tanke på viktige spørsmålet om hvorvidt en solid sak hadde blitt gjort i favør av mikro-bjelker. Deltakerne diskuterte saken med entusiasme gjennom, deliberating hensiktsmessigheten av en-micron skala, rollen av sub-mikron bjelker, og nytten av beamlines med fleksible muligheter.
Selv som Colin Nave av Diamond påpekte: "Vi er ennå ikke i den posisjonen hvor alle muligheter har blitt utforsket."
Til syvende og sist, summen av forelesninger og diskusjoner tydelig illustrert at små bjelker vil muliggjøre ny vitenskap, spesielt så hvis strålen er av sub-mikron størrelse. På denne skalaen, vil bygningsmessige arbeider bli preget av eksperimentering enn rutinemessige målinger og involvere mange sysler i livet vitenskaper som MX, små-vinkel x-ray spredning, og fiber diffraksjon, og potensielt låne fra elektron mikroskopi. Til slutt opplyste verkstedet fordelene som mikro-bjelker tilbudet for reduksjon av strålingen skade, men at flere forsøk må gjøres og metoder utviklet for å sikre at mikro-bjelker brukes til deres beste fordel.