Лазерный пинцет позволил измерить силу взаимодействия белков

Американские ученые измерили силу взаимодействия между двумя белками, используя молекулярный пинцет из пучков света. С помощью созданного ими инструмента они оттягивали два индивидуальных белка друг от друга. Свои результаты исследователи опубликовали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

В качестве объекта исследования Мэттью Лэнг (Matthew Lang) из Массачусетсткого технологического института и его коллеги выбрали актин-связывающие белки альфа-актинин и филамин. Актин - глобулярный мышечный белок, отдельные молекулы которого соединяются в длинные цепи. Две цепи переплетаются между собой, образуя спираль. Такая форма актина, получившее название F-актин, является важным компонентом клеточного скелета. Белки, связывающиеся с актином, могут обеспечивать передвижение компонентов внутри клетки или движение самой клетки.

Чтобы определить, с какой силой альфа-актинин и филамин связаны с актином, исследователи выбрали две нити актина, соединенные между собой актин-связывающими белками. Одну из нитей ученые закрепили на неподвижной подложке, а вторую присоединили к полимерной грануле, которую мог захватывать пинцет. С его помощью ученые тянули за свободную нить до тех пор, пока связь между актин-связывающим белком и актином не разрывалась. Измерив приложенное усилие, они определили силу связывания. Проведя несколько экспериментов, исследователи выяснили, что для разрыва связей между белками необходимо приложить силу от 40 до 80 пиконьютонов. Ньютон - сила, которая сообщает телу массой один килограмм ускорение, равное одному метру на секунду в квадрате. Один пиконьютон равен 10х^-12 ньютонов.

Молекулярные пинцеты из лазерных лучей широко применяются в современных исследованиях. Их технологии постоянно совершенствуются. Так, в одном из последних номеров журнала Nature была опубликована статья, авторы которой доложили о создании светового пинцета, который позволяет добиться повышенной точности "захвата". До сих пор она была ограничена дифракционным пределом - минимально возможным размером светового пятна, которое можно получить, фокусируя электромагнитное излучение (свет) заданной длины волны в среде с определенным показателем преломления.

Невидимые волны меняют форму материковых склонов

Исследовали из Техасского Университета в Остине (США) обнаружили, что невидимые "подводные" волны принимают заметное участие в формировании материкового склона и функционировании течений. До настоящего момента совсем немногое было известно о роли этих волн в циркуляции воды в океане. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

Ученые ставили следующий опыт. Сначала большой аквариум наполнялся соленой водой. Далее в него добавлялись частицы, размером около десяти микрометров. При помощи специального устройства в аквариуме создавались волны. Благодаря частицам, невидимые внутренние течения жидкости становились доступными для наблюдения.

Дно аквариума представляло собой наклонную плоскость, угол которой можно было менять. Оно имитировало материковый склон. Этот склон связывает континентальный шельф (часть дна, имеющая ту же геологическую структуру, что и прибрежные районы континента) и океанское дно. Ученые измеряли зависимость интенсивности течения вблизи поверхности склона от угла наклона. Интенсивность достигала максимального значения тогда, когда он совпадал с углом распространения так называемых невидимых волн. Их распространение происходит в толще воды и может никак не отражаться на поверхностном течении.

Полученные результаты помогли объяснить участие невидимых волн в формировании материкового склона. Постепенное разрушение материкового шельфа приводит к тому, что массы песка и разрушенной породы скапливаются у его границы, делая склон более крутым. Как предсказывают некоторые геологические теории, угол наклона может достигать 15-20 градусов. Однако среднее значение наклона по планете составляет около трех градусов. Ученые считают, что это связанно с невидимыми волнами. Создавая интенсивное течение, они выравнивают материковые склоны.

Кроме того, как считают авторы исследования, эти волны могут участвовать в функционировании течений. Течение в океане представляет собой замкнутый цикл. Теплая вода течет от экватора к полюсам близко к поверхности. Основной движущий силой этого течения является ветер. Охлаждаясь, вода опускается вниз и течет в обратном направлении уже глубоко под поверхностью. Как установили исследователи, невидимые волны способны выталкивать холодную воду на поверхность, приводя к перемешиванию различных слоев воды и разрыву в течениях.

Авторы надеются, что исследование феномена невидимых волн поможет определить, какие из изменений в океанских течениях являются результатом воздействия человека на окружающую среду, а какие являются нормальной вариацией естественных процессов.