БИОЛОГИЯ: КАК СДЕЛАТЬ МОДЕЛЬ РАСТИТЕЛЬНОЙ И ЖИВОТНОЙ КЛЕТКИ
Последние достижения в области молекулярной биологии и информатики уже позволяют ученым создавать то, что считалось невозможным еще десятилетие назад. Этим невозможным является полная трехмерная математическая модель, охватывающая целиком живую клетку и ее функционирование вплоть до молекулярного и атомарного уровня, над созданием которой работают сейчас ученые из Канзасского университета, университета Лихай, Бостонского университета, Научно-исследовательского института Скриппса и университета Флориды. И скорое завершение создания этой модели будет означать наступление новой эры в области биологических исследований и медицины. И только в последнее время мы добились значительных успехов в понимании жизни на молекулярном уровне, что позволит нам создать высокоточные трехмерные математические модели» — рассказывает Илья Вэксер Ilya Vakser , профессор биологии из Канзасского университета, — «Если раньше мы пытались создавать модели каких-либо отдельных частей живой клетки, то сейчас акцент переносится на большие биологические системы, системы масштаба целой клетки». В своей работе ученые используют достаточно широкий набор различных методов и знаний для составления модели клетки, включая результаты исследований биологических цепей, автоматическое построение трехмерных моделей по имеющимся экспериментальным данным, моделирование сложных белков, прогнозирование взаимодействий и превращений белковых молекул, термодинамические и кинематические свойства клеточных мембран и моделирование функционирования хромосом. Ведь никто не может утверждать, что он полностью понимает какое-то явление, пока он не сможет смоделировать это.
Одно из них — осязание — привычная для каждого из нас способность ощущать твердость предметов, фактуру поверхности, давление. Оказывается, каждая клетка нашего тела тоже способна чувствовать механические параметры окружающей среды, реагировать на них или пытаться их контролировать. Механические воздействия играют важную роль в самых разных процессах жизнедеятельности клетки внутри организма — как в норме, так и при патологиях. Более того, каждую клетку можно рассматривать как материальное тело, имеющее определенные механические свойства и способное физически воздействовать на окружающую среду. Именно этими вопросами занимается биомеханика клетки — междисциплинарная область естественных наук, применяющая биофизические методы и подходы для ответа на вопрос: чем же является клетка с точки зрения механики, и какова роль механических сил в её функционировании.
В этой публикации будет рассматриваться живая клетка планеты Земля. Эта клетка по своей сложности структуры, состава, функций многократно превосходит все, что нами рассматривалось в статьях «Клетка I и Клетка II». Но для того, чтобы двигаться дальше, необходимо иметь хорошее представление и понимание как все устроено и действует в живых организмах Земли.
