Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
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 Обитающий в полярных районах Северного полушария гренландский кит (Balaena mysticetus) живет более двух столетий и почти не болеет раком. Секрет его долголетия оказался скрыт в клетках соединительной ткани, ответственной за заживление ран: при пониженной температуре в них активируется особый белок, усиливающий восстановление поврежденной ДНК.
Ученые из МФТИ разработали и предложили новую систему единиц для электродинамики, способную примирить два главенствующих, но исторически несовместимых подхода. Эта компромиссная система, названная авторами физико-технической (ФТ), сохраняет практическое удобство Международной системы единиц (СИ), используемой инженерами по всему миру, и в то же время отражает теоретическую стройность и симметрию гауссовой системы (СГС), предпочитаемой физиками-теоретиками.
Эксперимент, устроенный в морском аквариуме в Лос-Анджелесе, продемонстрировал, что акулы и скаты, принадлежащие к пластиножаберным рыбам, могут обладать более высоким уровнем интеллекта. Значит, им необходима обогащенная среда обитания при содержании в неволе.
Обитающий в полярных районах Северного полушария гренландский кит (Balaena mysticetus) живет более двух столетий и почти не болеет раком. Секрет его долголетия оказался скрыт в клетках соединительной ткани, ответственной за заживление ран: при пониженной температуре в них активируется особый белок, усиливающий восстановление поврежденной ДНК.
Владельцы домашних животных нередко «очеловечивают» их и окружают заботой так же, как маленьких детей. Кажется, что такое внимание должно помочь питомцам прожить долгую счастливую жизнь и уберечь их от болезней, однако ученые заметили противоположный эффект. Его в новой книге описала международная команда ветеринаров.
Ученые из МФТИ разработали и предложили новую систему единиц для электродинамики, способную примирить два главенствующих, но исторически несовместимых подхода. Эта компромиссная система, названная авторами физико-технической (ФТ), сохраняет практическое удобство Международной системы единиц (СИ), используемой инженерами по всему миру, и в то же время отражает теоретическую стройность и симметрию гауссовой системы (СГС), предпочитаемой физиками-теоретиками.
Проанализировав данные наблюдений, полученных с помощью наземных обсерваторий за последние два десятилетия, астрономы обнаружили потенциально обитаемый мир — суперземлю Gliese 251 c (GJ 251 с). Планета обращается вокруг красного карлика на расстоянии около 18 световых лет от Земли и считается одним из самых перспективных кандидатов для поисков жизни.
Согласно новой гипотезе, сознание возникает не только из-за активности нейронов, но и благодаря физическим процессам — электромагнитным полям от движения жидкости в мозге. Эта модель, как и ее предшественники, пока носит теоретический характер, но предлагает нестандартный взгляд на проблему синхронизации работы разных отделов мозга.
В современном доме, насыщенном разнообразной техникой, удлинители стали незаменимым атрибутом, позволяющим обеспечить электропитанием все необходимые устройства. Однако мало кто задумывается, что привычное использование этого аксессуара может нести серьезную угрозу безопасности. По статистике, значительная часть бытовых пожаров происходит из-за неправильной эксплуатации электропроводки и вспомогательных устройств. Какие приборы категорически нельзя подключать через удлинители и почему это может привести к трагическим последствиям, рассказывает профессор кафедры наноэлектроники РТУ МИРЭА, доктор физико-математических наук Алексей Юрасов.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
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