Текст уведомления здесь

В МФТИ сплели сеть из клатрина и сложили из нее пузырек

С помощью полимеризации этого белка клетки живых существ захватывают материал из окружающей их среды в везикулы.
Добавить в закладки
Комментарии

Ученые из МФТИ выяснили, как протекает полимеризация белка клатрина в процессе эндоцитоза — захвата клеткой внешнего материала. Построенная ими компьютерная модель описывает образование как плоских, так и скругленных клатриновых «сетей», с помощью которых клетка производит захват. Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.

При эндоцитозе, когда какое-либо вещество приближается к поверхности клетки, рецепторы подают сигнал клеточной мембране, и в ней образуется особая впадина — везикула. Вещество втягивается внутрь впадины, она углубляется, и ее края смыкаются, запирая вещество внутри пузырька. Стенки везикул строятся из полимера специального белка — клатрина. Именно процесс полимеризации этого белка определяет, как быстро будут реагировать везикулы.

Молекулы клатрина состоят из двух отдельных цепей, более легкая имеет массу около 30 тысяч дальтон, тяжелая — около 190 тысяч дальтон (масса молекулы воды 18 дальтон). Образование полимерной сети происходит поэтапно. Сначала три молекулы соединяются в одной точке, образуя что-то вроде миниатюрного трилистника, или, как его называют ученые, трикселиона. Каждый полученный трикселион имеет три свободных полимерных «хвоста», с помощью которых он может соединиться еще с двумя такими же частицами. В результате получается периодическая структура из связанных друг с другом шести- и пятиугольников, напоминающая пчелиные соты или поверхность футбольного мяча.

Российские физики построили компьютерную модель полимеризации клатрина. Структурной единицей в их модели был уже готовый трикселион. Особое внимание специалисты обратили на завершающие этапы полимеризации — образование вогнутого круглого везикула и замыкание пузырька. «Скругление» клатриновой сети происходит за счет появления пятиугольных циклов (структура, состоящая только из шестиугольников, неизбежно будет плоской — вспомним графеновый лист или пчелиные соты).

Ученые варьировали скорость для замыкания разных циклов в своей модели и следили, как это влияет на форму полученной сети. Оказалось, что, если сделать скорость замыкания циклов одинаковой, система будет строить сети с примерно равным количеством пятиугольников и шестиугольников. Однако образования замкнутой сети в этом случае не происходит — для него потребовалось задать значительно более высокую скорость образования пятичленных циклов.

В следующем эксперименте ученые смоделировали процесс быстрого образования вогнутого везикула из плоской сети: сначала системе запретили строить пятичленные циклы и она выстроила плоскую сеть из шестичленных колец, как в графене. Однако, когда сеть достигла определенного размера, ученые резко увеличили скорость образования пятичленных циклов, и «пузырек» замкнулся. Авторы полагают, что такое переключение может происходить и в живых клетках, а сигналами для него могут служить, например, изменения физических свойств клеточной мембраны.

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Российские археологи нашли «Черный замок» Александра Великого и установили северную границу его империи

В крепости Узундара найден не только самый северный опорный пункт эллинистических империй в Азии, но и следы китайского импорта, а также уникальные для территорий бывшего СССР «александровы» монеты.
Добавить в закладки
Комментарии

Исследователи из Института археологии РАН вместе с узбекскими коллегами подробно изучили бактрийскую пограничную крепость Узундара, построенную в III веке до нашей эры. Ученым удалось обнаружить ряд предметов, до сих пор не встречавшихся на территории бывшего СССР, — от монет Александра Великого до китайских метательных снарядов и ламеллярных доспехов, крайне редких в древности за пределами Китая. Об этом сообщает поступивший в редакцию пресс-релиз Института археологии.

Узундара — первая каменная эллинистическая крепость, обнаруженная в Узбекистане. После завоевания Александром Великим бывшей Персидской империи наследники Александра — диадохи — опирались на ряд крепостей, однако отсутствие точного представления об их местонахождении не позволяло понять, до какой конкретно точки простирались северные границы эллинистических царств. Лишь после детального изучения Узундары стало понятно, что даже южные районы Узбекистана входили в эллинистический мир — как в империю Селевкидов, так и в более позднее Греко-Бактрийское царство.

Бактрия, одна из восточных земель Персидской империи, занимала плодородную равнину, окруженную горами — цепью Гиндукуш на юге и отрогами Памира на востоке и севере. Александр Македонский завоевал эти земли в 329—327 годах до нашей эры и сделал бактрийскую княжну Роксану одной из своих жен. В Бактрии сразу же начинается строительство полисов и эллинистических военных поселений. После смерти Александра Бактрия входит в состав царства Селевкидов, основанного одним из его полководцев — Селевком. Это было самое крупное эллинистическое государство. В середине III века до нашей эры Бактрия отделяется и образует Греко-Бактрийское царство, позднее завоевавшее часть Индии. Но во II веке до нашей эры на него нападают ираноязычные кочевники с севера — саки и юэджи (юэчжи). Спустя непродолжительное время они полностью уничтожают Греко-Бактрийское царство.

Фото: Институт археологии РАН
Фото: Институт археологии РАН
[ ... ]
Читать полностью

Российские неблагополучные школы оказались успешными в обучении детей

Исследователи образования изучили феномен резильентных школ, чьи ученики показывают высокие академические успехи, несмотря на низкий уровень социально-экономического благополучия.
Добавить в закладки
Комментарии

Исследователи из Института образования Высшей школы экономики описали особенности резильентных школ (от англ. resilient — «живучий, устойчивый, несгибаемый»). Качественное исследование позволило прояснить вопрос о том, как школы с низким уровнем социально-экономического благополучия учеников показывают высокий уровень их академической успешности. Результаты представлены на XIX Апрельской международной научной конференции по проблемам развития экономики и общества, проходящей в ВШЭ.

Докладчики обращают внимание на то, что, по данным отечественных и зарубежных исследований, проводившихся в течение последних 50 лет, основной фактор, положительно связанный с результатами обучения, — социально-экономические ресурсы семей учащихся. Тем не менее некоторые школы выбиваются из этого правила и позволяют ученикам достигать высоких академических результатов, несмотря на неблагоприятные условия. Ученые поставили себе задачу понять, как школа может преодолевать неблагоприятное влияние семейного контекста и выполнять функцию социального лифта для учащихся из неблагополучных семей.

Авторы представили на конференции данные очередного этапа исследований таких школ. Глубинные интервью и анкетирование были проведены в трех школах, которые на основании характеристик контингента учащихся были отнесены к категории работающих в неблагоприятных социальных условиях либо обучали значительную часть детей из семей с ограниченными материальными, культурными и образовательными ресурсами. Хотя в то же время по результатам ЕГЭ и международного исследования качества образования TIMSS они же оказались среди успешных учебных заведений.

Среди особенностей таких школ оказался ограниченный отбор при приеме на старшую ступень. При приеме же на начальную ступень школы не имели возможности осуществлять какой-либо отбор и вынуждены были брать всех учеников. Однако они организовывали дошкольные занятия для будущих первоклассников, чтобы получить «на входе» более подготовленных малышей. [ ... ]

Читать полностью

Европейские спутники посчитали российскую землю

В нашей стране заброшено на миллионы гектар больше пахотной земли, чем считалось ранее.
Добавить в закладки
Комментарии

Международная группа ученых, в которую входили российские исследователи, использовала данные спутниковых снимков Европейского космического агентства, чтобы выяснить, сколько же на самом деле было заброшено сельхозугодий в нашей стране после крушения СССР. Оказалось, что эта цифра на четверть больше официальных оценок. Авторы работы также создали карту, показывающую, где именно было заброшено больше всего пашни. Соответствующая статья опубликована в Scientific Data.

После падения СССР земли на его бывшей территории быстро начали приходить в упадок. Однако насколько этот процесс был масштабным, до сих пор во многом оставалось неясным. Дело в том, что статистика учитывает как брошенные земли только те, чьи бывшие владельцы (колхозы и сменившие их «акционерные общества») были ликвидированы как юридические лица либо формально отказались от своих земель. Однако издержки на поддержание формального права собственности на земли сельхозназначения в нашей стране, как правило, невелики, поэтому за множеством сельхозсобственников числятся пахотные земли, фактически давно поросшие лесом. Поэтому официальные оценки брошенных площадей — от 15 до 31,6 миллиона гектаров — никогда не удовлетворяли исследователей, желающих понять, как на самом деле развивается ситуация.

Поэтому в новой работе использовались более объективные спутниковые данные, учитывающие меняющийся цвет тех или иных территорий, ранее являвшихся пашней. Выяснилось, что всего в бывшем СССР было брошено 59 миллионов гектар пашни — почти площадь Франции. В России было заброшено 39 миллионов гектар, что превышает площадь Германии. Нетрудно заметить, что эти цифры значительно превосходят более ранние официальные оценки. Причем в наибольшей степени феномен брошенной земли типичен для северных районов.

Зеленые участки — пахотные земли, красные — заброшенные, светлые — прочие территории. Изображение: Dmitry Schepaschenko / Scientific Data

Зеленые участки — пахотные земли, красные — заброшенные, светлые — прочие территории. Изображение: Dmitry Schepaschenko / Scientific Data

[ ... ]
Читать полностью