Pequeñas moléculas orgánicas, incluidos los aminoácidos que forman los 'componentes básicos' de las proteínas en las células vivas, fragmento para formar iones bajo el impacto de radiación de alta energía, como haces de electrones. Un nuevo estudio publicado en EPJ D ahora ha mostrado lo que sucede cuando los electrones chocan con un aminoácido, glutamina. El alcance del daño y la naturaleza de los iones formados se ven afectados por la energía de los electrones en colisión. Este trabajo surge de una colaboración entre físicos experimentales liderados por Alexander Snegursky en el Instituto de Física Electrónica, Uzhgorod, Ucrania y teóricos dirigidos por Jelena Tamuliene en la Universidad de Vilnius, Vilna, Lituania.

El efecto dañino de la radiación de muy alta energía en el tejido humano es bien conocido por desastres como los accidentes nucleares de Chernobyl y Fukushima. Sin embargo, los efectos a largo plazo experimentados por los sobrevivientes de tales desastres, incluido un mayor riesgo de cáncer, son causados ​​en parte por el impacto de una radiación de menor energía. Los grupos optaron por estudiar el efecto del impacto de los electrones en los aminoácidos porque están menos estudiados en este contexto que el ADN.

Snegursky y sus colegas usaron espectrometría de masas para medir la relación masa-carga y así determinar la naturaleza de los fragmentos químicos producidos cuando un aminoácido biológicamente importante, glutamina, fue bombardeado con haces de electrones uniformes con diferentes dosis de radiación. Mientras tanto, el equipo teórico modeló las estructuras electrónicas y geométricas de la glutamina y sus fragmentos utilizando la mecánica cuántica. Los patrones de fragmentación observados difirieron según la dosis de radiación que recibieron las moléculas, y los resultados experimentales fueron corroborados en gran medida por las simulaciones. Los autores del estudio creen que esta investigación básica tendrá implicaciones para comprender el efecto de la radiación ionizante en las células humanas. mejorar la selectividad de los haces de radioterapia para las células cancerosas, e incluso quizás, comprender el origen de la vida.