Physiker der University of California, Berkeley haben eine Laser-Phase-Plate entwickelt, die die Kontrastqualität in der Kryo-Elektronenmikroskopie (Cryo-EM) dramatisch verbessert. Damit können künftig deutlich kleinere Proteine und zelluläre Strukturen mit hoher Auflösung abgebildet werden.

Die Technik überträgt das Prinzip der Phasenkontrastmikroskopie – für das Frits Zernike 1953 den Nobelpreis erhielt – auf die Elektronenmikroskopie. Ein intensiver, fokussierter Laserstrahl verändert die Phase des Elektronenstrahls, ohne dessen Intensität zu verringern. Dadurch steigt der Signal-Rausch-Abstand erheblich.

„Mit der Laser-Phase-Plate können wir nun die Mehrheit der menschlichen Proteine abbilden, die bisher für Cryo-EM zu klein waren“, erklärte Holger Müller, Professor für Physik an der UC Berkeley und Leiter der Entwicklung. Die neue Technik soll besonders die Kryo-Elektronentomographie (Cryo-ET) revolutionieren, mit der Proteine und molekulare Maschinen direkt in ihrem natürlichen zellulären Umfeld untersucht werden können.

Die Studie wurde am 11. Juni 2026 in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht (DOI: 10.1126/science.aeh0665). Die Forscher demonstrierten die Überlegenheit des Systems an Proteinen wie Aldolase und Hämoglobin. Das Verfahren ermöglicht die Darstellung von Proteinen bis hinunter zu etwa 50 Kilodalton – und perspektivisch sogar noch kleiner.

Die Entwicklung gilt als wichtiger Meilenstein für die Strukturbiologie und könnte die Erforschung von Krankheitsmechanismen und die Entwicklung neuer Medikamente deutlich beschleunigen.

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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