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 Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
Метеорный поток Эта-Аквариды достигнет своего максимума в ночь с 5 на 6 мая. Его частицы — осколки самой знаменитой кометы в истории, которая появляется над Землей раз в 76 лет. Ученый Пермского Политеха рассказал, как этот звездопад связан с кометой Галлея, почему у него есть «брат-близнец» и где лучше всего за ним наблюдать.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
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