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
- محققان در حال توسعه روشی هستند که به آنزیم ها توانایی کاتالیز کردن واکنش های جدید در طبیعت را می دهد
- بهترین کرم لایه بردار پوست صورت خارجی و ایرانی [15 مدل عالی]
- یانکی' Gary Sanchez برت گاردنر هنوز هم 0 برای فصل
- بازیگرانی که از لباس و گریم نقش خود متنفر بودند
- جاستین ترودو هموار راه را برای کانادا به میزبان NHL بازگشت
- Johan سانتانا هیچ-hitter وظیفه می آید با یک فراموش نشدنی متس میراث
- ونسا برایانت باز دلخراش نامه از کوبه برایانت: 'Tu پاپی'
- یک مطالعه وجود ویروس کرونای موش را در جمعیتی از موشهای جزایر قناری نشان داد
- MLB پخش نظرها ناپدید می تواند در سال 2020 با تشکر از انتظار داوری مقابله
- : Pelosi says she has ‘arrows in my quiver’ on court fight, but unclear what they are