?

Log in

No account? Create an account
entries friends calendar profile Previous Previous Next Next
Наслаждение - don_beaver — LiveJournal
don_beaver
don_beaver
Наслаждение
Когда в середине ноября прошлого года мы с французскими физиками и биологами стали обсуждать поразительное поведение малярийных плазмодиев в клетке и само удивительное выворачивание раздутого в сферу эритроцита, быстро стало понятно, что для выворачивания клетки нужен дополнительный источник энергии и массы (для увеличения площади внутренного слоя клетки). Но что может служить таким источником? Ряд гипотез, обсуждаемых в литературе, не соответствовал нашим требованиям. Прозрение пришло на докладе парижского биолога, который рассказал, что клетки ткани под воздействием механического стресса (попросту - растягивания) активно используют внутренние вакуоли или везикулы для присоединения к своей наружной мембране и увеличения её площади - чтобы избежать разрыва. Это был инсайт! Но от идеи до теории - дистанция немалая. И вот я, вернувшись домой, потихоньку - по выходным - стал выводить дифференциальное уравнение, которые бы описывало динамику выворачивания клетки крови. Неделю назад я его вывел, получил решение в виде довольно сложного алгебраического уравнения и пары простых асимптотик - для предельных случаев, когда выворачивание (curling) контролируется а. вязкой диссипацией или б. упругими и неупругими (из-за пластической деформации) потерями. Сегодня я наконец дошел до оценок, который непросты - потому что ряд нужных параметров попросту неизвестен. Но вывернулся. Получил оценку, что характерная скорость разворачивания клетки в случае вязкого раскрытия - 90 микрон в секунду, в случае упруго-неупругих потерь - 12.5 микрон в секунду. Какой случай реализуется? Согласно формулам - доминирует тот процесс, который обеспечивает более медленное разворачивание, то есть вязкостью можно пренебречь.
Пора сопоставлять с экспериментальными данными. И я залез в статью французских экспериментаторов. Они там не скорость упоминают, а некий коффициент диффузии, но из графика, который приведен в работе, я попросту записал отношение разности координат, и получил экспериментальное значение... 12 микрон в секунду!

Эх, как редко встречаются такие моменты в жизни ученого. Высочайшее наслаждение! Непростая цепь оценочных вычислений, без всякой подгонки, с первого раза и точно совпала с экспериментом! Что похоже на чудо, но случилось же.
Вот и делюсь с вами, а завтра набело изложу уравнения и отправлю французким коллегам. Надо проверять расчеты, надо планировать подтверждающие эксперименты и думать - как разрушить этот демонический механизм воспроизводства плазмодиев и найти новое лекарство от малярии.

А вот как всё начиналось - это мой рабочий стол во Франции.


Масса людей размышляет о смысле жизни и находят его в мерянии сортом мехов, длиной яхт или толщиной кошелька. В университете Монпелье против малярии боролись мудрые профессора и простые лаборанты - но труд каждого был совершенно необходим. От малярии умирают каждый год миллионы людей - в основном детей, а борется против этой болезни по всему миру если не сотни, то считанные тысячи исследователей. Французские девушки-лаборантки, которые, цокая каблучками, беспрерывно сновали между лабораторными столами, снаряжая культурами сотни микропробирок и проводя запланированные тонкие эксперименты (часто не совсем понимая их смысла), никогда не будут иметь личных яхт, у них будет только скромная квартира и потрепанное "Пежо". Но когда лекарство (или вакцина) будет найдено, то КАЖДАЯ лаборантка или ученый, который работали над этой проблемой, станут лично ответственны за спасение 1000 человек в год. Три человека в день. Утром, в полдень и вечером. По одному ребенку. До чего же жалки люди с огромным яхтами против этих девушек с маленьким "Пежо"!


Университет Монпелье - 2. Вид на астрономический корпус.

Старинный центр Монпелье

Каменный мост в горах

Дом над водопадом. У окна сушатся носки. Для вас, туристов, водопад в доме - это экзотика, а знаете, как плохо сохнут носки над этим чертовым водопадом!

И встречное движение на местных улицах затруднительно.

Вот прелестная статуя Свободы. Она стоит на центральной площади старинной (1200 лет) деревни с 240 жителями, курами и бельём на веревках. В отличие от американской копии, грудь французской Свободы обнажена и голова украшена не короной или лучами, а простым чепцом. Свобода пришла из народа!

Tags: ,

44 comments or Leave a comment
Comments
Page 1 of 2
[1] [2]
aavenger From: aavenger Date: January 8th, 2012 12:43 am (UTC) (Link)
Поздравляю с успехом! И очень хочется надеяться, что наступит время, когда мир будет ценить людей за заслуги перед обществом, а не за успешность в махинациях.
2born From: 2born Date: January 8th, 2012 12:54 am (UTC) (Link)
Круто, поздравляю! У меня в работе таких сенсаций не случалось, но когда что-то подобное бывает, я всегда говорю "до неприличия хорошее согласие с экспериментом" :)
ahiin From: ahiin Date: January 8th, 2012 05:10 am (UTC) (Link)
Красиво, поздравляю!
Sergey Yelin From: Sergey Yelin Date: January 8th, 2012 05:44 am (UTC) (Link)
Мои поздравления! :)
reincarnat From: reincarnat Date: January 8th, 2012 07:27 am (UTC) (Link)
Поздравляю.
evgescha From: evgescha Date: January 8th, 2012 07:52 am (UTC) (Link)
Белой завистью.
Рад за вас.
Дальнейших успехов!...
n0kk From: n0kk Date: January 8th, 2012 07:53 am (UTC) (Link)
Спасибо!
Поздравляю!
akeon From: akeon Date: January 8th, 2012 08:03 am (UTC) (Link)
Красиво! И нужно людям. От души поздравляю!
falkovich From: falkovich Date: January 8th, 2012 08:06 am (UTC) (Link)
Прочитал заметку - и расстроился. В смысле - задумался, что, зачастую, одно и то же. Потому что у меня в готовящейся статье тоже есть количественное совпадение аналитической теории с экспериментом (правда, компьютерным моделированием, но атомистичным и вообще). И вот теперь я думаю: как убедиться, что численное согласие неслучайно? Потому что выглядит это сильно, но и ответственность большая: поверят люди, что оно именно так - а вдруг оно вовсе и не так? Наверное, у себя упомяну, что совпадение вида зависимостей важнее численного согласия. А у Вас какие аргументы?
Впрочем, такие фотографии примеряют с любыми научными печалями.
И ещё мне, как начинающему модельеру биомембран, интересны детали. Правильно ли я понял, что речь идёт о балансе количества вещества между внутренней и внешней частями липидного бислоя? Если так, что как Вы учитывали (если учитывали) соотношение разных вкладов от:
- действия флипаз?
- спонтанного образования пор?
- возможного выравнивания неровностей клеточного ландшафта
- присоединения малых пузырьков мембранного транспорта (хоть и маленькие, зато много и мобильные)?
- присоединение пузырьков большего размера (в смысле, вы учитывали, что пузырьки бывают разные, с разным механизмом присоединения?)
- изменение потенциала при выравнивании концентраций ионов вне и внутри клетки (там, по-моему, столько энергии должно быть запасено)?

P.S. Можно обсуждать тут, буду благодарен за препринт.
P.P.S. Вообще, идея учитывать присоединение пузырьков лежит на поверхности - при самом искреннем уважении к французской науке, я неприятно удивлён, что люди были не в курсе. Может быть, Вам имеет смысл делаться текущими рабочими проблемами тут? Вряд ли кто из читателей украдёт идею, а вот подсказать чего-то толковое - с шансами.
don_beaver From: don_beaver Date: January 10th, 2012 02:07 am (UTC) (Link)
"Наверное, у себя упомяну, что совпадение вида зависимостей важнее численного согласия. А у Вас какие аргументы?"

Все зависит от конкретного случая. Мой случай - оценочный просто по уровню известности параметров. Поэтому настаивать на важности такого совпадения просто смешно. Мне достаточной совпадения в пределах двойки. Тут просто приятный психологический момент, связанный еще и с тем, что мы с одним французо-итальянцем безуспешно исписали целую доску, пытаясь найти хотя бы сопоставимое по порядку характерное время. Если у вас численный расчет, и вы его не подгоняли, варьируя входные параметры, то к конкретному числу можно отнестись и с большим доверием.

Речь идет о сразу и балансе энергии и балансе (внутренней) поверхности - и о том как они меняются от сферического инфицированного эритроцита до вывернутого (свернутого в кольцевой жгут). Флипы липидов на характерном времени 0.1 сек несущественны. Пора, через которую выворачивается клетка, как раз спонтанная.

"возможного выравнивания неровностей клеточного ландшафта"
- это собственно ключевой процесс.

"присоединения малых пузырьков мембранного транспорта (хоть и маленькие, зато много и мобильные)?" - расскажите об этих пузырьках. Хорошо бы ссылку подоступнее. Вы учитывайте, что речь идет об инфицированном эритроците, выеденном до состояния пустой оболочки. Что там осталось от обычной мембранной жизни?

"присоединение пузырьков большего размера (в смысле, вы учитывали, что пузырьки бывают разные, с разным механизмом присоединения?)"

Мой расчет идет от общего - от введения определенных функций - притока энергии, вязкой диссипации и упругих затрат. Детали меня не интересуют до определенного предела. Я показываю, что вот такой источник энергии сможет свернуть клетку. Как реализуется такой источник энергии - с помощью каких белков присоединения - это следующий этап.

"изменение потенциала при выравнивании концентраций ионов вне и внутри клетки (там, по-моему, столько энергии должно быть запасено)?"
Пора открывается и выпускает внутренний раствор - и очевидно ионы. А как можно превратить эту энергию в механическое скручивание мембраны?

Будет препринт - сообщу.
Насколько я знаю, идея присоединения пузырьков не возникала ни у французов, ни у израильтян (Gov), ни у других групп.
_warbear_ From: _warbear_ Date: January 8th, 2012 08:34 am (UTC) (Link)
Это что-то такое, что у меня даже слов нет.
quaest From: quaest Date: January 8th, 2012 09:13 am (UTC) (Link)
Интересно- есть ли такие же безымянные герои, борющиеся с перенаселением на Земле?
vitus_wagner From: vitus_wagner Date: January 8th, 2012 04:10 pm (UTC) (Link)
Cудя по регулярному появлению на рынке новых видов контрацептивов - все более безвредных и надежных - есть.
dobriydoktor From: dobriydoktor Date: January 8th, 2012 10:14 am (UTC) (Link)
Как замечательно!
elena_loz From: elena_loz Date: January 8th, 2012 10:22 am (UTC) (Link)
Если когда-нибудь напишите об этом научную сказку, чур, "Наука и жизнь" первая в очереди на публикацию.
don_beaver From: don_beaver Date: January 10th, 2012 02:09 am (UTC) (Link)
Дорогой Главный Редактор! Как жеш я про себя сказку буду писать?! Неприлично как-то. Может сойдемся на популярной статье - когда и если научный текст будет принят к печати в какой-нибудь научный журнал.
ft_28 From: ft_28 Date: January 8th, 2012 10:36 am (UTC) (Link)
Поздравляю !
И спасибо :-)
From: kokodrila Date: January 8th, 2012 11:11 am (UTC) (Link)
вы абсолютно правы относительно мер качества и смысла жизни. а еще вы умеете увлечь за собой - спасибо огромное и дальнейших вам успехов!
44 comments or Leave a comment
Page 1 of 2
[1] [2]