Появилось заметное развитие в крипто-электронной микроскопии под руководством учёных из Калифорнийского университета в Беркли и научных сотрудников Biohub: они довели идею фазовой контрастности до электронного микроскопа, чтобы увеличить контраст изображений и, по обещаниям, поднять возможности криоэлектронной томографии (cryo‑ET) и крио-электронной микроскопии (cryo‑EM). Источники подчеркивают, что принцип фазовой контраста ранее успешно применялся к световой микроскопии и был удостоен Нобелевской премии в 1953 году; сейчас же его адаптация к электронному диапазону может позволить видеть более мелкие молекулы и их взаимодействия внутри клеток. Тезисы этой новости опираются на описание устройства под названием лазерная фазовая пластина и на потенциал её применения в cryo‑ET, где важна «контрастная» составляющая сигнала для различения молекул в плотной клеточной среде. [1, 2, 3, 4]

Авторы подчёркивают, что нынешние ограничения в сигнал‑к‑шум для многих белков человеческого организма обусловлены их малыми размерами — именно здесь лазерная фазовая пластина обещает произвести прорыв. В интервью учёный Хольгер Мюллер отмечает, что увеличение соотношения сигнал/шум может покрыть «важные» ограничения, мешающие анализу маленьких белков обычными методами cryo‑EM и cryo‑ET. Сама идея предложила ранее совместно Мюллер и Роберт Глаезер ещё в 2010 году как способ получить необходимый фазовый сдвиг без снижения интенсивности пучка электронов. Эти мотивации и контекст приведены в описании проекта и в комментариях Каррагер и Мюллер, а также в обзоре последствий для исследовательских задач в области структурной биологии. [5, 9, 25, 58]

В статье также подчёркнуто, что секрет нового лазера состоит в создании крайне мощного непрерывного лазерного пучка, который взаимодействует с электронным лучом микроскопа и тем самым меняет его фазу. Это достигается посредством размещения лазера в очень маленькой оптической области, которая формируется с помощью сферического резонатора и множества отражений, что позволяет разогнать интенсивность до значений, сопоставимых с промышленными мощностями. В опубликованных материалах приводятся конкретные примеры технических параметров — «75 киловатт, сфокусированных в нескольких микрометрах» — как иллюстрация уникальности достигнутого уровня. [7, 41, 42, 43]

Результаты показаны на примерах реконструкций двух белков — альдолазы и гемоглобина — и подчёркивается, что для гемоглобина усиление разрешения оказалось особенно значительным. Также в материалах указывается, что лазерная пластина улучшает изображение «в самых трудных случаях» — маленьких частиц и неидеальных образцов; это, по словам автора, может заполнить крупную лакуну в знаниях о белковых структурах, не поддающихся кристаллизации и слишком малы для обычных систем cryo‑EM. В публикациях приведены конкретные цифры по увеличению разрешения и по прогрессу в области cryo‑ET. [46, 47, 48, 49, 50, 51, 54, 55]