Российские космонавты приступили к сборке идеальных кристаллов белка на МКС
Группа российских и международных исследователей представила новаторскую технологию выращивания кристаллов белков в условиях микрогравитации, впервые применив для этой цели магнитный биопринтер. Изначально прибор «Орган.Авт», расположенный на МКС, предназначен для печати треехмерных тканей из живых клеток, но ученые смогли адаптировать его под новую задачу и получить высокоупорядоченные кристаллы. Их качество позволяет определить положение каждого атома в трехмерной макромолекуле белка, тем самым приблизившись к пониманию его свойств. Новый метод сочетает преимущества микрогравитации — она препятствует процессам осаждения и конвекции, с возможностью точно контролировать условия формирования кристаллов и непосредственно наблюдать за их ростом.
Работа, опубликованная в журнале Microgravity (Springer Nature), знаменует собой скачок вперед в кристаллографии.
Даже учитывая успехи в области прогнозирования третичной структуры белка, отмеченные Нобелевской премии в прошлом году, получение прямых экспериментальных данных, для которого необходимы высококачественные кристаллы белка, остается чрезвычайно важным. Когда рентгеновские лучи проходят сквозь такие кристаллы, они отражаются от отдельных атомов, создавая уникальные узоры — карты дифракции. Именно благодаря этим картам ученые получают точную информацию о взаимном расположении всех атомов в структуре белка. Кристаллы более высокого качества дают более четкие и точные дифракционные изображения, предоставляя исследователям более подробную информацию.
В погоне за совершенством кристаллов исследователи вышли за пределы земного притяжения — в условиях микрогравитации росту кристаллов не мешают конвекционные потоки, а сами кристаллы в ходе роста не оседают на дно кюветы. Эти эксперименты начались еще на станции «Мир», но и на сегодняшний день поиск надежных методов кристаллизации белков в космосе, позволяющих точно контролировать все этапы процесса, продолжается.
Новый подход, предложенный коллективом специалистов из МФТИ с коллегами заключался в использовании уже расположенного на МКС прибора — магнитного биопринтера «Орган.Авт». Его основная задача — формирование органов и тканей из живых клеток. Отсутствие гравитации позволяет перемещать частицы с помощью магнитного поля, «подталкивая» их парамагнитными молекулами солей гадолиния. Прибор имеет шесть гнезд под кюветы, что позволяет проводить несколько экспериментов одновременно, оборудован камерами, фиксирующими процессы сборки тканей, способен поддерживать заданную температуру — эти характеристики и привлекли внимание ученых.
Уменьшив кюветы с помощью поршней-ограничителей под объем, удобный для экспериментов по кристаллизации, исследователи поместили в них белок и осадитель для него, разделив их пробкой из агарозы, предотвращающей их смешивание до прибытия на орбиту. «Первопроходцем» был выбран лизоцим из куриных яиц — хорошо изученный белок, формирующий крупные кристаллы. Старый знакомый не подвел, и на Землю вернулись кристаллы, размером до одного миллиметра, хорошо различимые даже невооруженным глазом.
К великому огорчению экспериментаторов, на самых крупных кристаллах были обнаружены трещины, скорее всего, возникшие при спуске образцов вследствие перепадов температуры. Однако экземпляры поменьше оказались неповрежденными, их характеристики вполне сравнимы с лучшими земными образцами. По некоторым характеристикам, например, мозаичности (показывает, насколько отдельные микроблоки кристалла смещены друг относительно друга), космический образец оказался лучше, несмотря на свой непростой «жизненный путь». Кроме того, ученые отметили положительный эффект от присутствия солей гадолиния: хотя магнитное поле не влияло на процесс кристаллизации напрямую, молекулы белка включали эти ионы в свою кристаллическую решетку, стабилизируя ее структуру. Также Gd3+ хорошо заметен на дифракционной картине, что облегчает создание высококачественных карт электронной плотности при определении структуры белка.
«Используя уникальную среду космоса, мы можем раскрывать подробные структуры белков, что дает нам ценную информацию, которая может помочь в разработке новых методов лечения и приложений. — говорит Кристофер Маккарти, научный сотрудник Центра молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ. — Эти космические исследования расширяют наши знания о кристаллизации белков и открывают захватывающие возможности для разработки лекарств и биотехнологических инноваций».
Полученные результаты подтверждают потенциал биопринтера «Organ.Aut» как альтернативного метода получения высококачественных кристаллов белка с минимальными дефектами.
В работе принимали участие ученые из Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ, МИСиС, Лаборатории биотехнологических исследований «3D Bioprinting Solutions», Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина-Овчинникова, Сколтеха, Сибирского государственного медицинского университета (Томск), и ОИЯИ.
Telegram 
Дзен 
VK Биологи впервые составили глобальную цифровую карту подземных микоризных сетей (грибных систем, связывающих корни растений) нашей планеты. Выяснилось, что общая протяженность этих невидимых нитей составляет около 110 квадриллионов километров — эквивалентно одной десятой части звездного диска Млечного Пути. Эти скрытые структуры играют фундаментальную роль в поддержании наземных экосистем и глобальной регуляции климата.
Титан может стать одной из ведущих ресурсных баз для освоения внешней Солнечной системы. Ученые показали, что богатые запасы метана, азота и водяного льда на крупнейшей луне Сатурна теоретически позволяют производить топливо, строительные материалы и кислород прямо на месте.
Ни одна страна не сохранила массовую вакцинацию от коронавируса к середине 2020-х годов. Авторы новой научной работы сравнили смертность тех, кто еще прививается, и всех остальных. Оказалось, невакцинированное большинство умирает существенно чаще. Однако шансов на возвращение массовой вакцинации от Covid-19 по-прежнему нет.
Биологи впервые составили глобальную цифровую карту подземных микоризных сетей (грибных систем, связывающих корни растений) нашей планеты. Выяснилось, что общая протяженность этих невидимых нитей составляет около 110 квадриллионов километров — эквивалентно одной десятой части звездного диска Млечного Пути. Эти скрытые структуры играют фундаментальную роль в поддержании наземных экосистем и глобальной регуляции климата.
Согласно американским СМИ, небольшая часть модуля МКС «Звезда» больше не будет использоваться космонавтами. Причиной якобы стала невозможность ликвидировать утечки воздуха в ней, несмотря на попытки, предпринятые «Роскосмосом» 5 июня 2026 года.
Исследователи НИУ ВШЭ и МГУ доказали универсальный закон, описывающий время исчезновения популяций в случайной среде. Анализ эволюции ветвящихся процессов — сложных вероятностных систем — показал, что вне зависимости от изначального числа особей процесс вымирания подчиняется строгим математическим закономерностям.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
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