作者内森·柯林斯，美国国家加速器实验室 学分:SLAC国家加速器实验室 斯坦福同步辐射光源有了一个新的亮点:光束线12-1，这是一个实验站，致力于用高亮度x光确定生物大分子的结构
来自全国各地的研究人员正在使用它来检查SARS-CoV-2不同成分的原子结构和功能，SARS-CoV-2是导致COVID-19的病毒。
能源部SLAC国家加速器实验室的新束线将一束格外明亮、聚焦紧密的x光束与机器人、自动化、完全远程访问和数据处理系统相结合，以扩展大分子研究团队可以研究的类型，并使他们能够比以前更快地在自己的实验室进行实验
在手术的最初几个月，来自斯坦福大学、斯克里普斯研究所、加州大学旧金山分校和加州理工学院的研究人员已经使用新的束线来研究被认为是SARS-CoV-2感染核心的蛋白质
研究结果中有关于抗体如何阻断感染以及药物如何调节免疫系统的新线索，以便免疫系统在需要时做出强有力的反应，同时避免可能造成弊大于利的过度反应
新束线的建设由斯坦福大学、斯克里普斯研究所、斯坦福大学的几个私人基金会(包括戈登和贝蒂·摩尔基金会)以及美国国立卫生研究院资助
斯克里普斯教授伊恩·威尔逊说，在BL12-1中，SSRL拥有世界上最先进的“微焦点”x光光束线之一
威尔逊说:“我们将能够使用更小的晶体，收集更高质量的数据，获得更好的信噪比，每小时收集更多的数据集。”
“BL12-1在新冠肺炎大流行避难所开始后就开始了用户操作，”艾纳·科恩说，他是SSRL的一名高级科学家，负责BL12-1的操作，因此，到目前为止，它已经完成了几乎所有与COVID相关的研究，包括威尔逊小组的一些研究
但是随着原地避难所开始提升，其他项目也将开始进入，她说，“他们也将从使用BL12-1的先进能力中受益
" 用小光束变大 BL12-1的主要特点之一是它的光束尺寸非常小，垂直焦距为5微米，相对于其他致力于结构分子生物学和x光大分子晶体学的光束线而言，它具有高亮度
当研究分子时，小而强的光束会特别方便，因为要生长大的晶体是困难或耗时的——一般来说，当光束的大小与晶体本身的大小相当时，提取有用的信息是最容易的
加州理工学院帕梅拉·比约克曼团队的博士后研究员克里斯多佛·巴恩斯说，这种小光束尺寸已经被证明对新冠肺炎研究非常重要
巴恩斯正在研究SARS-CoV-2抗体的结构，包括它们如何以及在哪里与病毒结合——他正试图尽快完成这项工作
巴恩斯说:“由于这些项目的速度，我们没有像通常那样使晶体变得均匀，所以他们需要一束能够聚焦在晶体内更小、更均匀的斑块上的光束。”
“这只有用像BL12-1这样的微聚焦束线才能实现，”他说
此外，BL12-1还具有新的、更快的数据收集系统、比以前更快地远程切换样本和实验设置的机器人技术，以及进行连续晶体学的能力，在连续晶体学中，非常小的晶体一个接一个地被射入光束中，使研究人员能够全面了解这些晶体中的蛋白质，而不需要生长一个更大的晶体
此外，所有这些都可以在用户的家庭实验室远程进行，这在这段有限的旅行和社交距离期间是一个重要的好处
SLAC大学的科学家詹尼·威尔曼解释了SSRL工具是如何为新冠肺炎研究做出贡献的
荣誉:奥利维尔·博宁/SLAC国家加速器实验室 冠状病毒时代的速度和灵活性 新束线的启动面临着一个不寻常的障碍:在原地掩蔽命令生效后，它的工作基本上停止了，许多最终测试直到4月份才完成
即使在那时，可以来实验室完成束线硬件工作和测试系统的人员数量也有严格的限制，所以第一次试运行实验——部分研究是为了解决系统中的任何问题——与新型冠状病毒有关
由used詹姆斯·弗雷泽教授领导的一项早期实验，利用BL12-1的能力来检查没有冷冻但在室温下的样本，以研究与接近体温的病毒复制有关的酶
另一个——第一个在BL12-1上运行的——是威尔逊和他的同事最近在《科学》杂志上发表的一项研究，研究免疫系统用来阻止SARS-CoV-2感染细胞的抗体的分子结构。
威尔森说:“令人惊奇的是，我们能够在交付使用时使用这条束线，实际上加快了我们在新冠肺炎工作的进度。”
斯坦福大学教授詹尼弗·科克伦、研究生杰克·西尔伯斯坦和SSRL科学家伊林潘·马修斯采取了不同的方法
他们正在寻找能够根据患者处于疾病的哪个阶段来上调或下调免疫系统反应的药物——早期上调，如果有免疫反应过度的迹象，则下调
西尔伯斯坦说，了解药物及其作用的免疫系统分子的结构对研究至关重要:“如果你没有结构，你就是瞎了眼
" 马修说，BL12-1的小而高强度的光束帮助他们瞄准晶体的特定部分，并从相同的晶体中收集不同的数据集，加快了他们的工作
“我对我们的测量如此顺利感到惊讶，”他说
在适当的地方躲避时启动 科恩说，有这样稳定的用户流，有助于解决调试阶段的任何遗留问题，尤其是因为许多工作必须远程完成
“我们的研究团队每次只允许一两个成员在现场，所有的用户群都远程连接到我们的系统来控制他们的实验，”她说
“许多故障排除工作可以由我们的程序员和支持科学家远程完成
在其他情况下，我们会有很多人在家给现场的人提供建议，”SSRL团队成员轮流进出，一些人上夜班和周末轮班，以便在保持物理距离的同时工作
“这与我们的全自动遥控实验系统相结合，给了我们很大的灵活性
" COVID的工作正在继续，从斯克里普斯的更多项目开始
威尔逊团队的博士后助理孟媛说，他们正在扩大最初的工作，研究更多的抗体和病毒蛋白对
“我们有大量的晶体需要筛选，迫切需要光束时间，”他说
“束线12-1的良好容量、快速响应和灵活性，以及远程访问，确实帮助了我们的研究
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