Физики изобрели «линейку», способную измерять внутримолекулярные расстояния с точностью до размера атома
Измерение расстояний между белками, то есть непосредственно в нанометровом масштабе, обычно производят с помощью специальных микроскопов. Такие приборы позволяют увидеть положение макромолекул друг относительно друга. Группа исследователей из Германии создала «линейку», которая может проникнуть внутрь макромолекул и измерить внутримолекулярные расстояния с высокой точностью. Этот подход будет полезен в медицине.
Белки — очень большие молекулы (макромолекулы), которые состоят из атомов углерода, водорода, азота и кислорода, составляющих множество аминокислот, связанных между собой пептидной связью. Иногда структура белка нарушается, происходит изменение их формы, что может повлиять на работу этих макромолекул. Некоторые структурные изменения белков могут спровоцировать развитие целого ряда заболеваний, например изменение структуры тау-белка, отвечающего за правильную работу нейронов, провоцирует болезнь Альцгеймера.
Чтобы предвидеть надвигающиеся структурные изменения белков и понять процессы, ответственные за эти изменения, важно определить точное расстояние между атомами (и кластерами атомов) внутри этих макромолекул.
Команда немецких физиков под руководством Штеффена Сахла (Steffen Sahl) из Института многопрофильных наук Макса Планка создала внутримолекулярную «линейку» MINFLUX, способную измерять расстояние внутри белков в диапазоне от 0,1 нанометра (ангстрем) до 10 нанометров в зависимости от структуры белка. Об этом ученые рассказали в статье, опубликованной в журнале Science.
Для создания внутримолекулярной «линейки» Сахл и его коллеги использовали флуоресценцию, то есть процесс, позволяющий молекулам светиться при поглощении кванта света. Физики прикрепили две небольшие флуоресцентные молекулы (помеченные фотоактивируемыми красителями) к двум разным местам макромалекулы, а затем осветили их лазерным лучом. По свету, который испускали светящиеся молекулы, исследователи смогли измерить расстояние между ними.
С помощью этого метода измерили внутримолекулярное расстояние для нескольких белков. Самое маленькое составило всего 0,1 нанометра — размер одного атома. Флуоресцентная «линейка» также давала результаты до 10 нанометров, что означает более широкий диапазон измерений, чем при использовании многих традиционных оптических методов.
В одном из примеров исследователи рассмотрели две разные структуры одного и того же белка и обнаружили, что могут различать их: эти структуры находились на разном расстоянии друг от друга — одного нанометра и четырех соответственно. В другом эксперименте ученые измерили внутримолекулярное расстояние в раковой клетке.
По словам авторов исследования, добиться такой точности удалось благодаря использованию ряда последних технологических достижений — более совершенных микроскопов и флуоресцентных молекул. Они не мерцают и не дают лишнего свечения, которое можно спутать с каким-то другим эффектом.
В будущем немецкие физики собираются усовершенствовать свой метод и попытаются выяснить, для каких именно макромолекул флуоресцентная «линейка» окажется наиболее полезной.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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