Linjär elektronaccelerator, linac vid Institutet för vetenskaplig och industriell forskning, Osaka universitet. Kredit:Osaka University
I en banbrytande serie experiment, en forskare från Osaka University har visat en spännande ny metod för att förstå kraften hos antioxidanter för att skydda oss från skadliga fria radikaler. Professor Kazuo Kobayashi har använt linjära elektronacceleratorer, ibland kallade "linacs, " att kasta elektroner med hastigheter som inte tidigare setts i biologisk forskning. När elektronerna slog in i vattenmolekyler i proverna, mycket reaktiva fria radikaler producerades. Detta arbete kommer att vara extremt värdefullt för att förstå kroppens naturligt förekommande antioxidantmolekyler och proteiner, såsom askorbinsyra, även kallad C-vitamin.
En fri radikal är en molekyl med en oparad elektron, vilket gör den väldigt ivrig att reagera. Vissa biologiska processer, inklusive fotosyntes, utnyttja energiska fria radikaler för att driva vitala kemiska reaktioner. Dock, när en fri radikal går lös, det kan vara extremt skadligt för DNA och andra viktiga biomolekyler. Rogue radikaler kan också skapas av strålning, inklusive från solens UV-ljus. För att undvika skador från fria radikaler, en cirkulerande antioxidantmolekyl eller protein i kroppen kan absorbera den extra elektronen. Under många år, forskare kunde bara gissa sig till den exakta vägen för denna process, eftersom överföringen av elektronen från den fria radikalen till antioxidanten sker extremt snabbt, i tider mätt i biljondelar av en sekund.
I den aktuella forskningen, för att se avgiftsöverföringen i aktion, elektroner accelererades av en linac i en process som kallas pulsradiolys. Eftersom biologiska prover nästan alltid innehåller vatten, elektronerna kunde man räkna med att smälla in i H 2 O molekyler, vilket leder till snabb och tillförlitlig generering av fria radikaler inuti provet. Även om fördelarna med denna innovation är allmänt tillämpliga, det tog många år att få acceptans inom biologiska områden.
"Linacs är välkända inom kemi och fysik, " Professor Kobayashi förklarar, "men mindre bekant för forskare från andra områden. Vissa skeptiker trodde att de är för komplexa och skadliga för biomolekyler för att vara användbara. Men, denna forskning visar hur värdefulla linacs kan vara för att förstå ett brett spektrum av biologiska processer."
Denna metod kan inte bara belysa många osäkra biologiska reaktionsmekanismer som inkluderar elektronöverföringar, men också bidra till att utveckla nya mediciner för att förebygga cellskador.
