Биофизики узнали, как микроскопическое лох-несское чудовище удлиняет свою «шею» в десятки раз
Ученые из США разгадали тайну того, как хищная инфузория Lacrymaria olor растягивает свою «шею» более чем в 30 раз по сравнению с первоначальной длиной тела, отчего она становится похожа на персонажа шотландского фольклора — лох-несское чудовище. Открытие исследователей поможет в разработке крошечных медицинских роботов, которые найдут применение в микрохирургии.
Lacrymaria olor — одноклеточный организм, хищная инфузория длиной примерно 100 микрометров. Она живет в пресной воде и охотится на свою добычу с помощью похожего на шею пищевого аппарата, который может удлиняться на 1,2 миллиметра менее чем за 30 секунд. За свою относительно короткую жизнь этот микроорганизм способен растягивать «шею» более 20 тысяч раз.
Каким образом этот микроорганизм вытягивает «шею» на такую большую длину, оставалось загадкой с XVI века, то есть с тех пор, как ученые впервые увидели хищную инфузорию под микроскопом.
Американский биофизик Элиотт Флаум (Eliott Flaum) из Стэнфордского университета и ее коллега Ману Пракаш (Manu Prakash), наконец, разобрались с этим вопросом. Они исследовали образцы Lacrymaria olor, которые собрали во время одной из экспедиций семь лет назад, и выявили в субклеточных компонентах изогнутый компонент, очень похожий на структуру оригами и позволяющий инфузории быстро изменять форму «шеи». О результатах исследования ученые рассказали в статье, опубликованной в журнале Science.
В своей работе Флаум и ее коллега использовали комбинацию методов визуализации в реальном времени, конфокальной и просвечивающей электронной микроскопии. Эти методы помогли ученым получить изображение внешней структуры Lacrymaria olor, клеточной мембраны, и внутреннего цитоскелета, состоящего из микротрубочек. Выяснилось, что клеточная мембрана инфузории сложена в 15 «складок», каждая из которых закручивается вокруг клетки, образуя спиралевидную структуру.
Но как Lacrymaria olor удлиняет и сужает эту область клеточной мембраны, не запутываясь при этом? Все «складки» остаются устойчивыми благодаря полосам микротрубочек, которые связаны с ними. Такая «складка» разворачивается (сворачивается) не сразу целиком, а по частям: разворачивается либо сворачивается только одна точка перегиба на «складе».
Когда точки перегиба располагаются параллельно друг другу на каждой из 15 «складок», клеточная мембрана упорядоченно разворачивается, в результате чего «шея» инфузории удлиняется более чем в 30 раз по сравнению с первоначальной длиной тела микроорганизма. Обратный процесс приводит к укорачиванию «шеи», она возвращается в исходное положение.
По словам ученых, растягивания и скручивания происходят благодаря бьющимся волоскам, или ресничкам, которые покрывают всю поверхность клетки. Для этого хоть и требуется энергия, но ее нужно совсем немного, поскольку клеточные мембраны легко сгибаются.
Сейчас Пракаш и Флаум работают над созданием медицинских роботов, использующих «технику разгибания» Lacrymaria olor. В частности, речь идет о миниатюрных устройствах, которые смогут быстро удлиняться в узком пространстве. Такие роботы были бы чрезвычайно полезны в микрохирургии.
Telegram 
Дзен 
VK Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Газовый гигант Elias 2-24b успел набрать массу Юпитера менее чем за миллион лет. Поскольку планета еще формируется, причем довольно далеко от своей звезды, объяснить столь быстрый рост трудно.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии