​​Пост в трех актах

После долгого перерыва написал пост, который скорее интересен только биологам. Но это мой блог: непоследовательный и нерегулярный — поэтому вот.

Акт 1. Мотивация

К концу учебы на ХимФаке у меня назрело много претензий к химии. Вот одна из них: все эксперименты проводятся на больших группах (aka ансамблях) молекул, и выводы о поведении этих молекул делаются по среднему измерению по больнице.

Так скорость движения молекул в комнате называется температурой. Но когда в комнате всего одна молекула, ее скорость температурой назвать нельзя. Возникает логичный вопрос: для какого количества молекул можно адекватно использовать слово “температура”? И как быть с молекулами, которых не достаточно много для “температуры”?

Этот вопрос становится очень даже злободневным в живых клетках. Многие объекты в них так разрозненны и неоднородны, что не всегда понятно, где начинается “концентрация”.

Этот диссонанс привел меня в аспирантуру. Я нашел профессора с похожим видением этой проблемы и подходящими методами для ее решения. Про мой диссер можно почитать тут, но сегодня я хочу рассказать про другое исследование.

Акт 2. Новая биология

Перенесемся на несколько лет вперед — середина моей аспирантуры, незадолго до начала ковида. Помню, был дождливый вторник, 9.30 утра. Мы собрались на летучку за овальным столом в нашей нью-йоркской лабе. Все угрюмо обнимали кружки с кофе. Лишь один человек ехидно улыбался — Шифра Лански (Shifra Lansky). В этот день она планировала показывать новые результаты.

Это была запись с атомно-силового микроскопа. На видео две тетрамерные молекулы одного ионного канала сталкивались и превращались в один пентамер и один покосившийся тример.

Видимо еще не проснулся — подумал я. Но она показала еще одно похожее видео… и еще…. и еще… К этому моменту проснулись уже все. Стало понятно — перед нами какая-то новая биология.

Акт 3. Догма пала

Что за ионные каналы такие, и кого вообще волнуют эти пента-хрента-меры?

Ионные каналы это такие белки, которые формируют поры в мембранах клеток. Эти поры могут открываться и закрываться. В открытом состоянии они пропускают ионы сквозь мембрану. Разные ионные каналы открываются и начинают пропускать ионы при изменении температуры, натяжения мембраны и тп. Так ионные каналы активируют в нас чувства температуры, осязания, боли, запускают сердцебиение и вообще регулируют кучу процессов в нашем организме. То есть штука важная.

Считалось, что каждый конкретный ионный канал вызывает один и тот же эффект: один канал -> один сигнал.

Шифра исследовала один из ионных каналов, запускающих чувство температуры (называется TRPV3). Ее наблюдение показывает, что этот канал может менять стехиметрию (из тетрамер в пентамер), менять проводимость (пентамер увеличивает размер поры в мембране), и вообще в учебниках биологии такого нет.

Тогда после летучки в дождливый вторник к нам медленно стало приходить осознание того, что с новыми результатами придется пересматривать многие “изученные вещи”. После публикации статьи на прошлой неделе это осознание пришло многим ученым в этой области.

Послесловие

Чувствую, что людям не из этой темы может быть не очень понятно и совсем не интересно. Но это очень крутое открытие, которое сильно резонирует с моей мотивацией в науке из акта 1. Так что мне надо было выговориться.

Результаты этого остросюжетного триллера можно прочитать в новом выпуске Nature. Новостная статья с объяснением результатов тут.

Всем добра,
Тг

#науказбс