Биофизика

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: «Берегись и остерегайся домашнего врага, ибо каждая стрела, выпущенная тетивой его коварства и луком его недоброжелательства, принесет гибель», — писал Мухаммед ас-Самарканди. Именно это послание хочется передать крошечному насекомому — орехотворке, когда она откладывает свои яйца в стебель ястребинки. В этот момент растение начинает само строить домик для ее крошечных деток. Этот домик называется галл. Внутри галла яйцам, а потом личинкам и куколкам орехотворки не страшны ни голод, ни морозы, ни хищники. Растение будет питать и укрывать их от всех напастей, пока они не станут взрослыми и не выпорхнут из галла. Казалось бы, что может омрачить такое райское существование? Оказывается, целая армия других насекомых попытается отложить яйца в этот галл, чтобы вылупившиеся из них личинки могли полакомиться хозяином дома — орехотворкой. Эти насекомые становятся «домашними врагами» орехотворки — паразитоидами. Впрочем, есть и те, кто выступают врагом врагов орехотворки, то есть становятся гиперпаразитоидами, своего рода друзьями орехотворки по принципу «Враг моего врага — мой друг». Но это еще не всё — так как домик-галл большой и просторный, в него могут подселяться и те насекомые, кому просто нужна своя комната, а до других сожителей вовсе нет дела, — это инквилины. Разобраться, кто кого ест, а кто просто мимо проходил, — очень непростая задача! Нужна какая-то метка, которая бы передавалась от растения к орехотворке (единственному травоядному в галле), а потом дальше по пищевой цепи. Для других насекомых были попытки использовать для этих целей пигмент каротиноид. С помощью спектроскопии комбинационного рассеяния мы проследили судьбу каротиноидов от тканей галла до паразитоида орехотворки и обнаружили, что орехотворки не так просты, как кажется!

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.

Видео на конкурс «Био/Мол/Текст»: Венерина мухоловка — это хищное растение, которое использует в пищу насекомых. У нее есть ловушка — видоизмененный лист — способная очень быстро закрываться. В видео наглядно объясняется причина такой быстрой реакции, основанная на феномене потенциала действия — распространяющегося электрического сигнала, возникающего в ответ на неповреждающее раздражение. Но ведь если процесс — электрический, значит можно попробовать запустить его с помощью тока, приложенного извне? Посмотрим и на этот эксперимент в нашем видео!

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»: 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»: 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?