Биофизика

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Эволюция цветного зрения животных — это путь к пониманию эволюции мозга. Поиск ответа на вопрос «Как простейшее многоклеточное животное трихоплакс ориентируется в сложной цветовой среде на кораллах уже 780 млн. лет?» стал основным лейтмотивом экспериментальной работы по изучению селективной поведенческой реакции этого существа на световые поляризованные монохромные стимулы разной длины волны. Результаты этих исследований могут стать основой для понимания, как первые животные без формальной мозговой структуры и нейронов воспринимают цветовую информацию, на основе которой выбирают свой путь. Я расскажу о своих опытах на трихоплаксе и обнаружении цветового таксиса, определяющего специфические реакции на свет разной длины волны.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Новые методы исследований часто переворачивают представление человечества об окружающем мире, позволяя заглянуть в его недоступные ранее уголки. Во второй половине XX века возник целый «букет» новых методов, основанных на явлениях магнитного резонанса: электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), ядерного магнитного резонанса (ЯМР), ферромагнитного резонанса, акустического парамагнитного резонанса и др. Почти сразу эти методы проникли из физики, где они «родились», в химию и биологию, а позже и в медицину. Сегодня мало кто не слышал об МРТ — магнитно-резонансной томографии, основанной на явлении ЯМР и позволяющей врачу легко «проникнуть взором» внутрь организма пациента. Устройство современных приборов, в которых использованы наиболее изощренные элементы новейшей техники, приводит неискушенного человека в священный трепет своей непостижимой сложностью и совершенством. Однако все они основаны на вполне понятных — хотя и не сразу понятых — физических идеях. В этой статье рассказано об истории идей, приведших к открытию ЭПР и ЯМР и созданию МР-томографа, начиная с развития представлений об атоме.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Многим людям интересны сообщения, что археологи совершили очередное открытие, произвели датировку сенсационной находки или уточнили хронологию тех или иных событий. Вот только методы, к которым прибегают гуманитарии для атрибуции артефактов, часто оказываются для заинтересованного человека, профессионально не связанного с исторической наукой, тайной за семью печатями. Между тем, археологи, лишённые письменных источников (ввиду отсутствия письменности у создателей памятника культуры или по какой-то другой причине), делают достаточно уверенные заключения относительно эпох и периодов, к которым относятся обнаруженные ими предметы обихода людей минувшего. В действительности, естественнонаучные методы изучения артефактов материальной культуры человечества давно вошли в привычный арсенал археологов и историков. Постараемся разобраться, как растения помогают ученым заглянуть в прошлое и определить возраст предметов старины, исследовать катаклизмы прошедших эпох, изобличить подделки и даже расследовать преступления.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Обычно диффузия разрушает порядок: рассеивает запахи в воздухе и даже засаливает огурцы. Однако клетка устроена так сложно, что внутри нее диффузия, наоборот, расставляет всё по местам. Так она помогает клетке выживать и размножаться. Каким образом? Для поиска ответа мы погрузились в биофизику молекул, которые упорядочивают диффузию. При этом разные молекулы дают разный результат. В первой части статьи диффузия организует транспорт веществ. Во второй — управляет ядром яйцеклетки. Но в обоих случаях работает по одному сценарию.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Ежегодно миллиарды птиц совершают сезонные миграции к местам зимовок и обратно. В этом им помогают навигационные «приборы», один из которых — магнитный компас. Устройство магнитной компасной системы птиц отличается от туристического магнитного компаса и подразумевает особый механизм восприятия магнитной компасной информации. На сегодняшний день считается, что в основе магнитной компасной системы птиц лежат бирадикальные химические реакции. Большинство исследований указывают на участие в магниторецепции белков криптохромов, расположенных в сетчатке глаза и способных образовывать радикалы. Однако некоторые результаты экспериментов не вписываются в существующую теорию: сборка пазла устройства магнитного компаса птиц продолжается.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: В нашем организме существует элегантная сигнальная система, основанная на изменении концентраций ионов кальция. Клетки нашего тела каждый день сталкиваются с сотнями различных внешних стимулов: от гормонов, нейромедиаторов и цитокинов до температурных колебаний и механических воздействий. Все эти изменения клетки переводят на язык внутреннего общения, где кодом является концентрация ионов Ca2+ в цитозоле. Кальциевый сигналинг — настолько широко распространенный механизм, что он управляет одновременно и сокращением мышц, и работой нейронов, и дифференциацией клеток во время эмбрионального развития. Основные проблемные вопросы, которые ставятся в этой статье: каким образом для кальциевых сигнальных путей сочетаются свойства исключительной универсальности и специфичности? И как клетки умудряются не запутаться в сложной информационной паутине, сплетенной помощью этого простого неорганического иона?

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Ядерный магнитный резонанс находит широкое применение как в науке в качестве мощного метода анализа структуры органических веществ (в том числе, биомолекул), так и в медицине для обнаружения различных патологий. А что это такое, как работает, как развивается этот метод? Читайте в этой статье.