don_beaver (don_beaver) wrote,
don_beaver
don_beaver

Category:

Биовопрос

К друзьям-биологам.
Есть три основные биофизики: биофизика молекул, биофизика клетки и биофизика организма. Молекулярная биофизика исследует возникновение из множества кирпичиков-нуклеотидов гораздо более сложных ДНК и РНК, а также изучает последующий синтез белков, стройматериала клеток. Это очень продвинутая в математическом смысле область науки – это, по существу, химия, которая исследует предельно сложные, но в принципе точно считаемые химические связи.
Биофизика организма тоже математически активно осваивается – именно на уровне многоклеточных систем реально развивается и математически изучается морфогенетическая неустойчивость Тьюринга.

У меня создалось впечатление (если это не так – поправьте), что самой математически отсталой областью биофизики оказалась биофизика клетки – пространство от отдельных молекул до одной клетки. Детальное описание в учебниках внутренней жизни самой клетки - всех этих аппаратов Гольджи, митохондрий и т.д. - напоминает какой-то головачёвский роман, в котором земляне попадают в инопланетный город и тщательно описывают его функционирование, совершенно не понимая механизмов этого функционирования (см. также «Улитку на склоне»). «И тут, сестры, произошло одержание, и из зеленого болота полезли розовые щенки». Даже догадавшись о функциях розовых щенков, все равно остается непонятным – а чего они полезли-то?
Максима о том, что гены определяют любые физиологические процессы на уровне клетки, должна сопровождаться объяснением механизм этого определения. Сами по себе гены лишь генерируют набор белков, которые потом должны САМООРГАНИЗОВЫВАТЬСЯ в различные клеточные структуры. Самоорганизация миллионов молекул во внутриклеточные структуры, не имеющие кристаллического характера – это процесс, который очевидно связан с коллективными неустойчивостями. Так, в биофизике организма появление некоего белка-фермента, производство которого управляется генами, порождает пространственную неустойчивость макромасштаба – вроде полос на шкуре тигра.
Возьмем эндоцитоз на клеточном уровне (картинка из Вики):


Для любопытствующих поясню, что эндоцитоз – это процесс, лежащий в основе, например, распространения и размножения всех вирусов, от гриппа до СПИДа.
Только у меня есть устойчивое ощущение, что эндоцитоз – это прямой аналог неустойчивости Релея-Тейлора? Вот картинка из Википедии:

Даже в самых свежих западных работах, которые я нашел за последний месяц, процессы в клеточных мембранах исследуют с помощью уравнений Ходжкина-Хаксли, описывающих с помощью обыкновенных дифференциальных уравнений динамику токов и потоков поперек мембраны. Известны ли кому уравнения в частных производных – обобщения Ходжкина-Хаксли, которые бы включали описание динамики пространственных процессов вдоль клеточной мембраны (вроде латеральной диффузии липидов и движения крупных молекул-«айсбергов» в «липидном море»)? Известно ли кому математическое моделирование формирования периодической структуры на аксонах (перехваты Ранвье)?

В своей библиотеке я отыскал книгу: Белинцев Б. Н. «Физические основы биологического формообразования». Наука, 1991. В этой замечательной книге, кроме обычных многоклеточных моделей Тьюринга, есть приложение-статья, написанная вместе с М.Барановым «Динамика рельефа клеточной поверхности», где рассматриваются коллективные пространственные неустойчивости на мембране клетки. К сожалению, блестящий инициатор этих исследований, доктор ф-м наук Белинцев умер в 35 лет, в 1988 году. Книга вышла после его смерти, поэтому содержит в качестве приложений неопубликованные в журналах статьи. Продолжались ли дальше исследования по нестабильностям мембран в России? Что случилось с М.Барановым?
Это не праздное любопытство, а профессиональная заинтересованность. Поэтому за любую полезную информацию буду очень благодарен. Если не вы сами, а ваши знакомые знают – то, пожалуйста, расспросите, это важно для меня. Спасибо.
Эх, потратил бы последние золотые монеты своей жизни на математическое моделирование клетки. Да где найти умных дураков, которые за это заплатят?
Tags: Научные истории
Subscribe

  • Вселенная замыкается снова и снова

    Если вы думаете, что я – один в поле воин, воюющий с квантово-инфляционной космологией, то вы ошибаетесь. Нас много. Например, с профессором Томасом…

  • Эльфы и серебристые облака

    В Курьере-619 упоминаются эльфы и джеты, которые бьют из грозы не вниз, а вверх – в космос. Как я уже говорил, в моей фантастике науки гораздо…

  • Космос и медведь

    Узнал вчера суперновость: прибор, который я несколько лет назад инициировал, и который уже готовился лететь на стратостате, получил такую поддержку…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 26 comments

  • Вселенная замыкается снова и снова

    Если вы думаете, что я – один в поле воин, воюющий с квантово-инфляционной космологией, то вы ошибаетесь. Нас много. Например, с профессором Томасом…

  • Эльфы и серебристые облака

    В Курьере-619 упоминаются эльфы и джеты, которые бьют из грозы не вниз, а вверх – в космос. Как я уже говорил, в моей фантастике науки гораздо…

  • Космос и медведь

    Узнал вчера суперновость: прибор, который я несколько лет назад инициировал, и который уже готовился лететь на стратостате, получил такую поддержку…