Электронный микроскоп — это вам не селфи на айфончик В шестом классе можно получить честную двойку за неверие в то, что человек состоит из молекул. А спустя годы — самому оказаться за электронным микроскопом и разглядывать внутренности человеческих клеток. Правда, ради чёрно-белых фоточек пришлось три месяца учиться пользоваться прибором. А ещё иметь дело с токсичным осмием, который в лаборатории прячут в сейф, стеклянными лезвиями и алмазным ножом за $5000. Последний, кстати, затупился. Такие ножи отправляют на заточку в Швейцарию. И это только часть лабораторных приключений. До первых снимков клеток ещё предстоит немало повозиться, а потом в дело пойдёт второй электронный микроскоп. В него, среди прочего, запихнули муравья. А нефиг было кусаться.

Клетка на электротяге! Наши мышцы устроены как двигатель внутреннего сгорания. Их топливо — АТФ, молекула, которая запасает энергию и при работе буквально «сгорает», как бензин. А одноклеточное Spirostomum ambiguum, по словам биофизика Мэри Элтинг из Университета штата Северная Каролина, скорее похоже на электромобиль. И разгоняется так, что нам и не мечтать. Этот гигант по меркам одноклеточных живёт в воде и плавает с помощью ресничек. Меньше чем за пять миллисекунд он сжимается до четверти своей длины — в сотни раз быстрее, чем мы моргаем. Скорость — около 100 длин тела в секунду, и повторить трюк клетка может почти сразу. Для масштаба: человек ростом 180 см за такое же мгновение стал бы 45-сантиметровым. Человеческие мышечные волокна способны укоротиться примерно так же, но им нужно раз в 10 больше времени. Зачем такая прыть? Возможно, чтобы удирать от хищников или «переговариваться» с другими инфузориями. Мышечных волокон у Spirostomum нет. Под электронным и иммунофлуоресцентным микроскопами учёные нашли вместо них мионемы — волокна из белков центрина и Sfi1, которые связывают кальций. У этой инфузории мионемы сплетены в сеть, похожую на авоську, и обтягивают клетку снаружи. Стоит появиться ионам кальция, как белок Sfi1 теряет жёсткость и слипается, словно комок мокрых спагетти. Сеть резко затягивается, клетка сжимается, а затем пружинит обратно. Форма сети тоже важна. Она позволяет клетке сжиматься равномерно и не повреждать органеллы (клеточные «внутренние органы») даже на такой скорости. Самое интригующее пока не разгадано. Кальций здесь работает как электрический ток, но неясно, что создаёт «напряжение», которое этот ток запускает, и как система «перезаряжается» перед новым сокращением. От реакций, запускаемых кальцием, обычно ожидают одного срабатывания, а Spirostomum повторяет их снова и снова. Именно это команда сейчас и изучает. Ответ может пригодиться инженерам. По словам Элтинг, именно в этих деталях ключ к быстрой искусственной мышце, которой не нужен АТФ. @vselennayaplus

Новая система в реальном времени видит активность каждой клетки живого организма Ученые Института Хаммерсмита-Хиллз разработали метод WHOLISTIC, который позволяет одновременно наблюдать за активностью практически всех клеток живого позвоночного животного. Система регистрирует изменения внутри клеток в реальном времени и показывает, как разные органы и ткани взаимодействуют друг с другом. Для этого регистрируются изменения концентрации кальция внутри клеток. Сейчас метод опробовали на прозрачных личинках рыбок данио-рерио. https://hightech.plus/2026/09/10/novaya-sistema-v-realnom-vremeni-vidit-aktivnost-kazhdoi-kletki-zhivogo-organizma

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.