• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
7 июня
Игорь Байдов
1 082

Биофизики узнали, как микроскопическое лох-несское чудовище удлиняет свою «шею» в десятки раз

4.2

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
Инфузория Lacrymaria olor и лох-несское чудовище в представлении художника / © picabu, RNDDEM, The Irish Independent

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».

Lacrymaria olor
Тело и «шея» Lacrymaria olor, которые удерживают с помощью двух микропипеток / © Elliot Flaum and Manu Prakash, Stanford University

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 13:10
Полина Меньшова

Хотя доступ к словам, синтаксическим структурам и нелингвистическим символам способен облегчить некоторые когнитивные процессы, язык вряд ли можно считать основой любой формы мышления. К такому выводу пришли ученые из США, проанализировав данные исследований за последние 20 лет.

6 часов назад
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

Вчера, 10:10
Александр Березин

Восемьдесят лет назад началось наступление советских войск в Белоруссии — операция «Багратион». Дальше случилось нечто крайне необычное: Ставка рассчитывала ударить на 150-200 километров в глубину. Но в итоге наступать пришлось на 600 километров. Почему немецкий фронт так быстро развалился, хотя войска Гитлера в 1944 году были материально обеспечены лучше, чем когда-либо еще во Второй мировой войне? И отчего Красная армия не смогла до конца воспользоваться плодами своих побед?

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

20 июня
МПСУ

Эмоциональное выгорание ИТ-специалиста напрямую связано с его личностными характеристиками. С профессиональными перегрузками и стажем связи нет. К такому выводу пришли ученые МПСУ, которые исследовали ИТ-специалистов двух компаний. Жизнестойкость, то есть способность человека выдерживать стрессовые ситуации без снижения успешности деятельности, в совокупности с внутренней положительной мотивацией формируют иммунитет к эмоциональному выгоранию специалиста в ИТ-сфере. Блокаторами стали интерес к работе и профессиональная удовлетворенность.

Вчера, 13:10
Полина Меньшова

Хотя доступ к словам, синтаксическим структурам и нелингвистическим символам способен облегчить некоторые когнитивные процессы, язык вряд ли можно считать основой любой формы мышления. К такому выводу пришли ученые из США, проанализировав данные исследований за последние 20 лет.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно