برای درک نحوه عملکرد سلول ها، دانشمندان در حال مطالعه نحوه عملکرد اجزای مختلف آنها - از مولکول های منفرد تا اندامک های متعدد - با هم هستند. با استفاده از تکنیک‌های سنتی زیست‌شناسی ساختاری، آنها می‌توانند به مولکول‌های منفرد نگاه کنند و به اتم‌های منفرد نزدیک شوند. با این حال، در بیشتر موارد، این رویکرد تنها تصاویر ایستا از مولکول ها را ارائه می دهد. برای نتیجه‌گیری اینکه ساختارهای مولکولی در محیط سلولی خود چگونه رفتار می‌کنند، دانشمندان در عوض از توموگرافی کرایو الکترونی استفاده کردند. با این حال، بر خلاف سایر رویکردهای ساختاری، این تکنیک به آنها اجازه نمی دهد جزئیات اتمی را مشاهده کنند.
بنابراین، مشاهده زندگی مخفی مولکول ها در سطح اتمی در محیط طبیعی آنها تا کنون غیرممکن به نظر می رسید.
گروه کوسینسکی EMBL هامبورگ، آزمایشگاه بک در مؤسسه بیوفیزیک ماکس پلانک و گروه مهامید، همراه با تأسیسات میکروسکوپ نوری پیشرفته در EMBL هایدلبرگ، این شکاف فناوری را پر کردند. آنها با استفاده از مدلسازی مولکولی و توموگرافی کرایوالکترون، یک ماشین مولکولی عظیم به نام مجتمع منفذ هسته‌ای (NPC) را در حال حرکت در داخل سلول‌ها مشاهده کردند.
NPC یک ساختار دونات شکل است که در غشای هسته سلول قرار دارد و حاوی هزار پروتئین است. این به عنوان یک نقطه بازرسی عمل می کند که کنترل می کند کدام پروتئین وارد هسته و خارج می شود و بنابراین نقش مهمی در بسیاری از فرآیندهای سلولی اساسی ایفا می کند. بسیاری از ویروس ها، مانند HIV و آنفولانزا، NPC ها را ربوده و وارد هسته می شوند.
با ترکیب مدل‌های ریاضی و داده‌های توموگرافی، محققان توانستند ویدئویی بسازند که نشان می‌دهد چگونه NPCها در سلول‌های زنده در پاسخ به تغییرات محیط سلولی منبسط و منقبض می‌شوند. بینش به دست آمده از این رفتار مولکولی ممکن است به تولید داروهای ضد ویروسی جدید در آینده کمک کند.
مشاهده تغییرات ساختاری در چنین مجموعه بزرگی در سطح اتمی بدون اسمبلین، نرم افزاری که به طور خاص توسط گروه کوسینسکی برای مقابله با این چالش توسعه یافته است، غیرممکن خواهد بود. اسمبلاین امکان مدلسازی ساختاری را با ترکیب داده ها از تکنیک های تجربی مختلف فراهم می کند. این قابلیت‌های چند برنامه موجود را در یک ابزار ترکیب می‌کند و آن را به یک "چاقوی ارتش سوئیس" برای مطالعه مجتمع‌های مولکولی تبدیل می‌کند. این نرم افزار قبلاً در مطالعه مجتمع های بزرگ دیگر مانند مجتمع ESX-5 درگیر در سل مفید بوده است. همچنین منبع باز است و به صورت رایگان برای استفاده توسط جامعه علمی در دسترس است.
این کار نمونه ای از رویکرد EMBL برای مطالعه زندگی در زمینه در مقیاسی متفاوت است، که جوهر برنامه آتی EMBL Molecules to Ecosystems است. EMBL همچنین به علم باز اختصاص داده شده است، و انتشار Assembline به تاریخچه EMBL در ارائه رایگان منابع علمی در دسترس جامعه علمی کمک می کند.
Vasileios Rantos و همکاران، مدلسازی ساختاری مجتمع های ماکرومولکولی با استفاده از Assembline، پروتکل های طبیعت (2021). DOI: 10.1038 / s41596-021-00640-z
نقل قول: مشاهده زندگی مخفی مولکول های داخل سلول (2021، 21 دسامبر)، بازیابی شده در 21 دسامبر 2021 از https://phys.org/news/2021-12-secret-life-molecules-cell.html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]
مقالات مشابه
- 6 راهها شما ممکن است رشد خلاقیت خود را استفاده از اسباب بازی
- E. coli دستکاری شده ژنتیکی می تواند توسعه دارو را بهبود بخشد
- اثر انگشت مورفولوژیکی می تواند به شناسایی عوارض جانبی و ترکیبات زیست فعال جدید در تشخیص دارو کمک کند
- NewsWatch: بازگشت مارس وحشت است که بزرگترین خطر برای S&P 500 در حال حاضر. در اینجا ماشه
- داوطلبان برای ما مسابقات گلف باز باید پرداخت $185 — اما آنها swag
- لیست مواد شیمیایی صنعتی و آزمایشگاهی
- Pompeo برای از سرگیری سفر با سفر به اسرائیل به عنوان بیماری همه گیر در ادامه به گرفتن جهان
- مغلوب ساختن پیشی جستن را تهدید به متوقف کردن کمک های مالی برای میشیگان اگر رای غیابی ارسال به تمام رای دهندگان
- فاکس نیوز همچنین در هوا گرافیک نشان دادن واکنش بازار به خشونت علیه مردان سیاه
- یانکی' J. A. Happ مذاکره قرار می دهد هر دو طرف در نقطه