El pasado diciembre de 2024 la nueva línea de microfoco XAIRA logró un hito al obtenerse el primer conjunto de datos de difracción de una muestra real. Desde entonces ha sido optimizada y, ahora, el 18 de junio ha marcado el lanzamiento completo de la línea de luz, ya que el primer grupo de investigación realizó experimentos cumpliendo con los estrictos estándares de cristalografía macromolecular avanzada (MX). XAIRA está diseñada para abordar los desafíos de los experimentos de MX y de las técnicas novedosas, acogiendo experimentos de cristalografía de tamaño micrométrico o de cristales con baja difracción, así como experimentos de cristalografía serial de objetivo fijo y de fase nativa.

Los primeros usuarios fueron Uxía Pérez, Alba Garay y Miguel Daniel Mozo, del grupo de Juan Hermoso del Instituto de Química Física Blas Cabrera (IQF-CSIC). El grupo ya ha publicado unos 30 artículos científicos en revistas de referencia con datos recopilados en XALOC, la exitosa línea de luz de MX que opera desde el primer día en ALBA. Esta vez, su proyecto les lleva a XAIRA para analizar un conjunto de muestras de cristales de proteína bacteriana con el objetivo de comprender mejor cómo las bacterias se protegen y resisten a los antibióticos. Su trabajo se centra en proteínas clave presentes en la superficie de las bacterias, que les ayudan a sobrevivir en entornos hostiles, causar enfermedades y defenderse de los virus. Esta investigación podría abrir la puerta al descubrimiento de nuevos fármacos y herramientas para combatir infecciones causadas por bacterias resistentes a los antibióticos.

Para estudiar estas proteínas, los científicos utilizaron la luz de sincrotrón en XAIRA, lo que les permite determinar la estructura tridimensional de las proteínas con resolución atómica. La línea de luz proporciona un instrumento fiable y de última generación, capaz de recopilar conjuntos de datos completos en decenas de segundos, tener el primer procesamiento de datos en menos de un minuto y proporcionar la estructura completa en menos de una hora, gracias a los flujos completos de procesamiento de datos basados en GPU.

Tras descubrir una nueva forma mediante la cual algunas bacterias como las MRSA (Staphylococcus aureus resistentes a la meticilina) evaden los antibióticos, los investigadores del IQF-CSIC planean explorar cómo se activa este mecanismo de resistencia, qué otras proteínas están implicadas y si existen sistemas similares en otras bacterias patógenas además de saber cómo se vuelven resistentes a los antibióticos betalactámicos, uno de los antibióticos más utilizados.

Tras el exitoso lanzamiento, otros grupos de investigación ya han realizado también experimentos en XAIRA. En los próximos meses, la línea combinará la operación semanal de usuarios con la dedicación a la puesta en servicio para mejorar aún más las propiedades del haz de luz. El objetivo es implementar las capacidades de cristalografía serial de objetivo fijo. El tamaño del haz, actualmente de 4 x 6 µm², se espera que alcance el valor nominal de 3x1 µm², y el flujo aumentará en un factor 10, como mínimo, con la implementación de un monocromador multicapa.

Es importante destacar que XAIRA será adaptado para operar en una atmósfera de helio a principios del próximo año. De este modo la línea de luz podrá proporcionar imágenes de difracción de microcristales limpias con un ruido de fondo mínimo, lo que beneficiará a los proyectos con cristales de baja difracción. El entorno de helio también proporcionará condiciones óptimas para la caracterización elemental y la determinación de fases anómalas utilizando longitudes de onda largas de hasta 3,54 Å (3,5 keV).

Con el inicio de la operación regular con usuarios, XAIRA marca un importante hito en su largo viaje y abre un nuevo capítulo en la investigación de vanguardia de ALBA. La convocatoria de propuestas de experimentos para XAIRA y XALOC durante el año 2026 está abierto hasta el 4 de septiembre.