AlexaBondi03@gmail.com 0,0

Долгое время биология была описательной и феноменологической наукой, мало приспособленной для прогнозирования и рационализации наблюдаемых явлений. С появлением компьютерной техники математика, наконец, стала осваиваться на такой, на первый взгляд, от нее далекой территории. Изначально, наиболее востребованными в биологии были методы математической статистики, которые позволяют корректно обработать данные экспериментов и оценить статистическую значимость делаемых выводов. Однако со временем, с подачи химии и физики (или биохимии и биофизики) в биологии стали использоваться сложные математические модели, позволяющие не только обрабатывать данные реальных экспериментов, но и способные предсказывать протекание биологических процессов в ходе виртуальных (in silico) экспериментов. Вниманию читателей предлагается перевод статьи Иво Сбальцарини, переработанной специально для «Биомолекулы» и рассказывающей о современных подходах в компьютерном пространственно-временнóм моделировании биологических систем.

Несмотря на то, что за несколько десятилетий существования метода моделирования молекулярной динамики (МД) сущность подхода практически не поменялась, совершенствование алгоритмов и взрывное развитие компьютерных мощностей позволяет достигать все новых рубежей. Американские исследователи провели моделирование МД потенциал-чувствительного калиевого канала, в результате чего удалось в деталях проследить процесс активации / инактивации этого белка, «рассмотрев» подробности, ранее известные лишь гипотетически.

Британские ученые из университета Бристоля отмечают «совершеннолетие» своего детища — одного из самых подробных и длительных исследований, направленных на изучение здоровья, привычек и образа жизни людей. Более 14 тысяч «пациентов», самому старшему из которых только-только исполнился 21 год, всю жизнь находятся под пристальным вниманием врачей и ученых, которые обследуют их, не зная устали. На самом деле, обследовать начали еще их родителей, — и теперь ученые располагают огромным массивом биометрической и генетической информации, содержащей в своих недрах важные медицинские закономерности. Пока ученые стараются эти зависимости выявить, у многих «подопытных» уже начали появляться свои дети.

Мимикрия — способность одних видов копировать внешний облик других — является исторически одной из первых, но наиболее ярких и убедительных иллюстраций работы естественного отбора, на котором покоится здание эволюции. Однако часто природа как будто не в состоянии выполнить работу качественно, и имитатор лишь отдаленно напоминает модель. Канадские энтомологи пристально изучили феномен «халтурной мимикрии» и обнаружили, в каких случаях отбор способствует закреплению такой некачественной маскировки.

Последнее десятилетие в биологических науках было ознаменовано взрывным развитием геномных технологий и появлением способов собирать почти астрономические объемы данных о молекулярных особенностях организма. Однако ученые до сих пор не могут похвастать тем, что ориентируются в этом океане данных, хотя в нем, несомненно, «растворена» информация о предрасположенности к заболеваниям и другие важные для медицины, здравоохранения и даже криминалистики сведения. Американские исследователи положили начало по-настоящему персональной геномике, идентифицировав на основе анализа огромного количества молекулярной информации начинающийся у своего руководителя сахарный диабет 2-го типа.

Криминалисты издавна гадают — определяется ли антисоциальное поведение преступников исключительно негативным влиянием среды (таким как воспитание), или же существенную роль здесь может играть генетический фактор (то есть, наследственность). Американские социологи провели статистический анализ большой группы молодых людей, идентифицировав среди них личностей, склонных к преступному поведению. Далее, сопоставляя родственные связи между участниками исследования, они установили, что как чрезмерная агрессивность, так и «патологическая законопослушность» являются отклонениями от нормы и до определенной степени определяются наследственными факторами. Очередная найденная зависимость между поведением и генами может в будущем отразиться на криминалистике.

Жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, невозможно представить без биомембраны, разделяющей «внутренний мир» клетки и всё остальное пространство. Мембрана обеспечивает взаимодействие клетки с внешней средой, избирательно пропуская многие вещества, а также является средой протекания множества биохимических процессов. И хотя большую часть полезной работы выполняют белки, которыми мембрана буквально «нашпигована», роль липидного матрикса не стоит недооценивать. Липиды — это не просто «океан», в котором плавают белки. Это «умный» океан, чьи физико-химические свойства были тщательно подобраны в ходе эволюции так, чтобы создать эффективную платформу для функционирования и взаимодействия мембранных белков.