Мы вам тут принесли красоты. Вот тут и там сделали прикольную образовательную модель клетки. Это схема, но довольно точная. И в ней видно, что в клетке пустого места нифига нет, и везде месиво химических фабрик. Началось с чувака, рисующего клетки акварелью. Можно разобрать клетку и посмотреть на каждый компонент, но почти нельзя увидеть, как именно миллионы разных молекул кишат, сталкиваются и работают вместе внутри живой клетки. Мужик решил собирать данные, сопоставлять и рисовать системные взаимодействия. Дэвид Гудселл, работник банка белков, использует свой банк данных белков как библиотеку структур. Раздупляет и другие базы данных белков типа UniProt — там свойства. Чтобы понять расположение — смотрит в электронный микроскоп и читает работы. Чтобы рисунок был чёткий, он полностью убирает с картины воду и самые мелкие молекулы. Иначе была бы каша. Учёный пишет, что бережет старую копирку, доставшуюся ему ещё в детстве от деда, потому что она важная часть процесса. Масштаб миллион к одному. В итоге он так долго рисовал всё это, что его иллюстрации стали золотым стандартом в современной молекулярной биологии. Вот работа в целом про методы визуализации клеток. 4 основных источника: общая архитектура по электронной микроскопии, химический анализ белков (сколько и кто там сидит), их структуры и информация о взаимодействии. Дальше используются софтины CellPACK или CellPAINT. Софту задают границы, засыпают туда нужные белки в пропорциях, потом БЖЖЖ, ХРРР и истошно вопящий кулер — и белки заполоняют пространство, учитывая правила — кто с кем может слипаться, а кто нет. Чтобы такое рендерить, кстати, нужен серьёзный игровой компьютер. NPC в виде вирусов получают скрипты поведения. Потом надо решить проблемы освещения, выбора ракурса камеры, настройки прозрачности массовки (чтобы другие белки не загораживали вид на сюжет). Чаще всего такое снимают в слоу-моушен. Когда ученые собирают все известные данные в одну визуализацию, сразу становятся видны нестыковки. Например, если биологи думали, что какой-то процесс происходит быстро, но в 3D-модели выясняется, что молекуле просто не хватает места, чтобы развернуться в тесноте клетки — значит, старая теория неверна и нужно искать новое объяснение. Студенты плохо усваивают биологию из-за того, что в учебниках процессы показаны кусками. Эти вот штуки тоже решают эту проблему. Но если показать полную 3D-картину клетки со всеми миллионами деталей, студент пугается и окукливается. Если сильно упростить — он думает, что биология это легко, звереет и упускает суть. Поэтому они дают студентам интерактивные сцены, а потом увеличивают сложность, пока она не превратится в сравнимую с диффурами. А потом заставляют их самостоятельно искать структуры, которые убегают. 3D-моделирование занимается всё тот же мужик, Дэвид Гудселл. Но акварель он не откладывает. Если вдруг кто-то будет петь песни или снимать клип про структуру клетки, не сомневайтесь, где-то рядом будет ходить он же. -- Вступайте в ряды Фурье! | Лучшие посты Дети познакомились с микробиологом. Он оказался намного больше, чем они думали.

Земные микробы против Марса Когда люди полетят к другим мирам, они потащат с собой не только оборудование, но и собственную микрофлору — мы ведь ходячие экосистемы. Насколько живучи эти «попутчики» в космосе, разобрал Томмазо Заккария из Университета Радбауд в своей диссертации. Вышло интересно. Сначала он поместил четыре земных патогена (включая возбудителя пневмонии) в условия, имитирующие Марс: почти вакуум, пересыхание, жёсткий ультрафиолет и ядовитые перхлоратные рассолы. По отдельности бактерии держались молодцом — некоторые до 16 дней без воды. Но стоит собрать все марсианские напасти вместе, а не по очереди, и картина рушится: выживаемость падает с 16 дней до одного. Любопытно, что реголит (местный грунт) микробам даже помогал. В его зазубринах прячется влага и есть тень от радиации. Правда, там же сидят перхлораты, так что защита выходит с подвохом. Самое неприятное — другое. Приспосабливаясь к этому аду, бактерии физически менялись, местами буквально уменьшались в размерах и становились почти невидимыми для нашего иммунитета. В пробирке с человеческими иммунными клетками те выделяли меньше цитокинов и активных форм кислорода, которыми обычно убивают чужаков. То есть выжившие на Марсе микробы могут оказаться опаснее для астронавтов, чем их земные версии. Досталось в работе и пыли. Клетки дыхательных путей человека и живых мышей столкнули с имитаторами лунного и марсианского грунта: воспаление, всплеск лейкоцитов, разбуженные гены слизи и лёгочного фиброза, это всё прямая дорога к хроническим болезням лёгких. Причём лунная пыль оказалась вреднее марсианской с перхлоратами. @vselennayaplus

А что, если человек научится отращивать утраченное? Саламандре оторвать лапу — не трагедия: она отрастит новую. Тем же могут похвастаться некоторые черви, рыбы и морские звёзды. А вот мы, млекопитающие, такой суперсилы лишены. Потеря пальца или конечности у человека необратима. По крайней мере, так считалось. Работа учёных из Техасского университета A&M намекает, что зачатки этой способности у нас, возможно, всё-таки спрятаны. Чтобы понять суть, заглянем в то, как заживает рана у млекопитающего. Когда ткань повреждена, организм действует так: тромбоциты сворачивают кровь, иммунные клетки убирают мусор, а химические сигналы созывают к месту травмы клетки-ремонтники — фибробласты. Те быстро затягивают рану, заплетая её жёсткими нитями коллагена. Быстро и надёжно — но ценой: вместо регенерации мы получаем рубец. Вот тут и кроется главное открытие. Оказалось, фибробласт стоит на развилке: он может пойти по пути шрама, а может — по пути бластемы, особого сгустка ткани, из которого у тех же саламандр и отрастает новая конечность. Учёные решили подтолкнуть клетки во вторую сторону. На зажившие культи ампутированных пальцев у мышей нанесли фактор роста фибробластов FGF2 — и ткань, похожая на бластему, действительно образовалась. Дальше интереснее. К бластеме добавили крошечную гранулу с костным морфогенетическим белком BMP2, и она заставила сгусток выращивать новые кусочки кости, связок и сухожилий. Полноценный новый палец так пока не построить: для этого все компоненты должны сложиться в правильную форму, а это куда более тонкая хореография. Но сам факт важен: при верной последовательности химических сигналов наши ткани в принципе готовы вести себя как регенеративные. Даже если руки и ноги отращивать мы не научимся, понимание этих переключателей способно изменить медицину травм — меньше грубых рубцов, больше восстановленной функции. @vselennayaplus