Приветствую Вас Гость • Регистрация • Вход • RSS
Пятница, 25.7.2025
Главная » 2011 » Март » 14 » Пластиковые белки водят для биологов атомный хоровод
13:53
Пластиковые белки водят для биологов атомный хоровод

Пластиковые белки водят для биологов атомный хороводКак создать ДНК? Вот простой рецепт. Возьмите пару оснований (держите их двумя руками, да покрепче) и осторожно сближайте их, пока они не притянутся друг к другу. Тогда переложите полученную цепочку в левую руку, а правой рукой берите следующую молекулу. Профессор молекулярной биологии Арт Олсон (Art Olson) и его коллеги из исследовательского института Скриппса (Scripps Research Institute) создали новую систему расширенной реальности, позволяющую голыми руками проводить манипуляции со сложными молекулами. Называется система "Материальный интерфейс для структурной молекулярной биологии" (Tangible Interfaces for Structural Molecular Biology).Сначала с помощью трёхмерного принтера из полимера были напечатаны десятки пластмассовых моделей (поперечником примерно в 5-15 сантиметров) больших органических молекул, вирусов, ДНК, РНК, белков и так далее. Так видит свои руки биолог. Все химические связи в виртуальных молекулах, их "электронные облака" —- ведут себя в строгом соответствии с законами физики и химии (фото с сайта scripps. edu).В этих моделях детально воспроизводились размеры и взаимное расположение атомов. Роль химических связей, влияющих на взаимодействие этих молекул с другими, выполняли крошечные магнитики, вплавленные в соответствующие места.

Так, ДНК составлена из ряда пластмассовых "оснований", прилипающих друг к другу. Форма выступов и впадин в "атомах" отвечает за правильное соединение нужных деталей. Чтобы пощупать работу молекулы и увидеть, как она подходит к другой молекуле, учёный берёт в руки модель и садится за компьютер. Над столом укреплена камера, направленная вертикально вниз. Она снимает руки биолога и модель в них. Эта картинка и выводится на монитор перед глазами, но не совсем напрямую. Программа распознаёт движение в кадре и положение маркеров на поверхности молекулы. В соответствии с законами химии и физики, программа дорисовывает на экране различные электронные облака, ниточки водородных или углеродных связей и накладывает на объект другую научную информацию. В этом пресс-релизе можно найти много интересных фотографий и видеороликов, показывающих работу системы. Расширенная реальность – мир биологических молекул – поставлен на научную основу.

Исследователю предлагается выбирать массу параметров своего "подопытного" предмета (фото с сайта scripps. edu).В результате сочетания тактильных ощущений от упругого пластика и изображения на экране у человека возникает иллюзия прямой манипуляцией молекулами. При этом он видит, когда атомы могут соединяться при сближении объектов, а когда —- нет. Если сблизить "неправильные" стороны белков, их края окрашиваются красным. Так что модели в руках биолога – не игрушки, а часть исследовательского инструмента. А их изображение на экране сопровождается мощными "биологическими" вычислениями, которые программа проделывает за кадром в режиме реального времени. Авторы проекта уже показали, как в руках учёного длинная цепь аминокислоты сворачивается в компактный белок, как белки соединяются между собой.

В одном из опытов Олсон кидает в стеклянную баночку десяток-другой одинаковых "белковых молекул", закрывает банку, энергично встряхивает её, и через некоторое время детали сами собираются в сферическую оболочку вируса размером примерно с грецкий орех. Так выглядит работа системы со стороны и глазами пользователя (фото с сайта scripps. edu).Это, конечно, трюк, но именно в наглядности преимущество новой системы, с которой биологи надеются лучше разобраться в тонкостях взаимодействия биологических веществ. В некотором роде —- это возврат к истокам. Когда-то только с помощью макетов биологи и могли моделировать молекулы. Вспомните хотя бы "наглядные пособия" из кабинета химии.

Однако создание таких моделей, особенно – больших молекул —- было трудной задачей. Иногда требовались месяцы кропотливой работы, чтобы склеить тысячи частей из бальзы или пластмассы в модель. И когда макеты были закончены, многие из них оказывались настолько хрупкими, что должны были содержать массу проволочных подпорок, или их нужно было, не дыша, поместить в стеклянный кожух, чтобы не развалились. Неудивительно, что с ростом мощи компьютеров моделирование биологических молекул полностью ушло в виртуальный мир. Но с этим, считает Олсон, было потеряно что-то важное.

Что теперь и воссоздают в институте Скриппса. Участники проекта Лиза Крэйг (Lisa Craig) и Эхад Кейнан (Ehud Keinan) показывают модели различных биологических структур (фото с сайта scripps. edu).Забавно, что встряхивание массы деталей в банке – не только способ показать правильность модели (как в случае с вирусом), но и способ проверить версию о самосборке сложных молекул. Встряхивание имитирует броуновское движение. Вот в одной большой пластиковой фляге у Олсона "живёт" огромное количество небольших молекул, снабжённых магнитами и выступами-впадинами, как в детском конструкторе. Эту флягу учёный трясёт давно – часть деталей уже собралась в сложные структуры, а часть никак не хочет занимать своё место."Это – молекула, которую мы всё ещё пробуем создать, – говорит Олсен, и развивает свою философию. —- Чем проще будет возможность подержать биологическую молекулу в руках, тем легче будет выяснить то, что она делает в теле человека".

Статья получена: Membrana. ru

Категория: Индустриальный мир | | Теги: компьютер, система Рейтинг: 0.0/0

Другие новости:

Замена не предвидится
Колесо Wheelsurf уверенно тормозит складными пятками
Новые возможности технологии обратного осмоса в производстве бутилированной питьевой воды
Автомобили для двоих: история маленьких средств передвижения. Часть первая
Голова андроида Doki определяет пол и оценивает женщин
Silence Machine превращает любой шум в гробовую тишину
Робот Crystalline меняет форму и разваливается на части
Новый тип суперкомпьютеров умещается на рабочем столе
Село у деревянного Стоунхенджа открыло связь живых и мертвецов
РЖД теряет управляемость перевозками?
Идущих на небеса за облаками ждёт добрый гигант
Владельцам Fresh в квадрате запахи до лампочки
Интеграция IT при объединении компаний «STS Logistics» и «RLS»
Новый сплав сделает машины экономичнее и экологичнее
Радиоактивная батарейка эксплуатирует дырки от кремния
NASA отправляет астронавтов на дно океана
Поводом для изобретения велосипеда стало повреждение позвоночника
Самовывоз: владельцы Buggy-Rollin катаются сами на себе
От хомяка-невидимки к прозрачному человеку
Tribute in Light: светящиеся башни на месте ВТЦ
Робот-полип залёг на дно и раскинул щупальца веером
Отражённое тепло выдало спрятавшиеся планеты
Водородный двигатель – будущее автопрома
Холодные трубы качают энергию даровым сверхзвуком
Новый вид ДТП: упал с Segway'я —- разбил колено
Рыбаки мечтают о сети
Разведчик Плутона составит компанию детям новых горизонтов
Микробы выходят в открытый космос
Двухколёсные монстры. Часть вторая: Торпеда инженера Суинни
Двуногий робот Land Walker – не ходок, а каток
Перед посадкой в самолёт проверят не только ваш багаж, но и мозги
Послешаттл собирает лучшее из пилотируемых систем прошлого
С роботом-птицей-акробатом можно идти в разведку
Shuttle-Bike сделает водоплавающим любой велосипед
Первый человек в космосе&nb p-—- космонавт Третьего Рейха?
Электро-скорострелы Metal Storm не нужны ни военным, ни гражданским
NASA всерьёз занимается созданием ядерных ракетных двигателей
Физико-механическое обоснование перехода к ресурсосберегающим технологиям взрывного разрушения горных пород
Тайну исходного кода Windows откроют кому следует
Виртуализация города берёт: с 3D-моделью легко в бою
Птица Додо: после смерти и до
Альтернатива электромоторам: наномускулы открывают глаза
Freedom Tower: у самой высокой башни не будет близнеца
Тараканище InsBot: шпион-провокатор в мире насекомых
Антикризисное управление организацией (на примере ООО "Самараинтур")
SKF Group возвращается в Россию
Восстановление наплавкой крупногабаритных деталей
Гонки на газонокосилках —- самый дешёвый мотоспорт
Своя колея
Музыка и электричество. Часть третья: Как орган Хаммонда остался органом
Infrasense: жуки и троянские кони разносят вирусную паранойю
Вело-мото с пулемётом: первый броневик родился в 1899 году
Кромешная тьма спасёт мир
MCWL: робототехнические системы против городских снайперов
У японцев развязаны руки – зонт пересел на плечо
Batcane: способности летучей мыши в трости для слепых
Санта-Клаус показал антропологам своё истинное лицо
Роботы плывут на Юпитер через Мексику и Полюс
Американские военные в Афганистане: с нами Бог и роботы
Сухопутный истребитель намерен пробить звуковой барьер
Рюкзак-маятник: заплечная ноша тянет ток из шагов
Свет ангела пробивает костюм гризли насквозь
Микродиск DataPlay: маленький снаружи и большой внутри
Феномен Норильска - история Норильского промышленного района
Автомобиль Sequel переводит новый водород в старую плоскость
Лазерные лучи ловят молекулы воды за хвост
UAV: беспилотные аппараты хотят летать рядом с нами
Титановые снежинки нежно удерживают нанозаготовки
Восьмая цифра рушит всю картину мира со скоростью света
Конкурс Peugeot: дизайнеры мира ответили на P. L. E. A. S. E
Немцы предлагают транспортировать грузы под землёй
Соискатели X PRIZE: SpaceShipOne сделал это
Летающая лодка OutRider 27 —- дочь болида и самолёта
Социально-психологические аспекты управления персоналом
PC-Bot: настольные компьютеры начинают ездить по дому
Проблема государственного значения
Клонирование можно осуществлять и вручную
Школа для лягушек учит жизни рядом с человеком
Робот Spinner: там, где пехота не пройдёт и пуля не пролетит
За олимпийское золото будут биться спортивные костюмы
Alles Wird Gut: человеку самое время пожить в колесе
Электронные ворота EntryScan начали вынюхивать взрывчатку и наркотики
Наука на военной службе: нанотехнологии солдатской неуязвимости
Symphonic House: люди живут внутри музыкального инструмента
ОАО «ГМК «НорНикель»: уроки экономии
Детские роботы решают подводные проблемы
Цвет света влияет на пластмассовый магнит
Замаскированное оружие —- скрытая угроза безопасности общества
Банка кофе разогревает себя негашёной известью
Создатели аппарата SoloTrek: птицы летают, и мы тоже!
Роботы-американцы на Марсе. Часть третья: сонная погоня за зимним Солнцем
Заокеанский "Пеликан" заклюёт украинскую "Мечту"?
Гонка космических лифтов завершится в 2010 году
Autodesk проектирует будущее
Солнечные стирлинги дают бой альтернативной энергетике
На райском острове самолёты садятся туристам на шею
VKB проецирует клавиатуру на любую поверхность
Крылья Советов: летающий танк на службе в Красной Армии
Юбилей проекта
Опознанные летающие объекты. Часть третья: круглые дирижабли незрячего инженера
Если из автобуса сделать поезд, получится RoadRUNNER
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *: