Короткий адрес страницы: fornit.ru/1875
Содержание журнала Достижения науки, техники и культуры
Ссылка на первоисточник статьи: http://www.popmech.ru/article/8962-energiya-virusa/.

Энергия вируса: Солитоны лямбда

Специалисты долгое время не находили объяснения способности бактериофагов время от времени самопроизвольно «выключаться». И вправду, механизм этот оказался очень необычным.
Начать придется издалека. Еще в 1970-х советский физик Александр Давыдов предложил интересную теорию, объясняющую изменение конформации (формы) длинных молекулярных цепочек. Составив уравнение, описывающее энергию такой цепочки, он показал, что решение его возможно с использованием функции солитона – одиночной волны, распространяющейся вдоль нее.
Давыдов также выяснил, что если солитон окажется изолирован на определенном участке цепочки, его вибрация заставит цепочку изогнуться в этом участке, изменяя форму всей молекулы. Сегодня концепция эта известна под видом особой квантовой квазичастицы, «солитона Давыдова». Считается, что этот механизм играет существенную роль, скажем, в фолдинге белков – процессе, о котором можно прочесть в заметке «Квантовые белки».
Пригодилась эта концепция и работающим в Швеции Андрею Крохотину и Антти Ниеми (Antti Niemi), которые применили ее к довольно неожиданной проблеме – поведению бактериофагов, вирусов, поражающих бактерии. Напомним, что, закрепившись на клеточной оболочки бактерии, фаг впрыскивает в нее свою ДНК, которая в конце концов забирает контроль над клеточными системами и начинает воспроизводиться в огромном количестве копий. В конце концов клетка гибнет, рассеивая миллионы частиц вируса.
Но не всегда дело обстоит столь зловещим образом. Известны случаи, в которых бактериофаг словно сам себя выключает. Успешно внедрив свой геном в ДНК бактерии, он просто затихает там и ничем себя не проявляет. Он копируется и передается потомству вместе с остальной частью бактериальной хромосомы, но и все. Выражаясь профессиональным языком, вирус переходит из лизогенного состояния к литическому циклу развития. Но как же включается этот переход? Крохотин с Ниеми объясняют его с точки зрения старой теории: по их мнению, начинается он с того, что солитон «запирается» в молекулярной структуре фага.
Как и Давыдов ранее, ученые начали с составления уравнения, описывающего энергию вирусной частицы – точнее говоря, хорошо известного и изученного фага лямбда, поражающего бактерии кишечной палочки. И, как некогда Давыдов, они показали, что решение уравнения может быть получено для случая, в котором энергия молекулярной структуры меняется под действием солитонов – точнее, нескольких солитонов, некоторые из которых противоположно направлены.
Крохотин и Ниеми пришли к выводу, что в случае, когда в структуре вируса оказываются «заперты» такие солитоны, они определяют его пространственную форму. Теперь, если в систему поступает немного энергии извне, пары солитонов и противоположно направленных «антисолитонов» взаимно уничтожают друг друга, что приводит к заметному и резкому изменению формы фага. В новой форме вирус и переходит от лизогенного к литическому циклу.
Хотя внешне работа выполнена исключительно теоретическая, она позволяет сделать ряд предсказаний, вполне проверяемых на практике. Кроме того, она требует от вирусной частицы некоторых структурных особенностей, наличие которые также можно проверить у реальных фагов. Осталось лишь дождаться, когда экспериментаторы за это возьмутся.

По сообщению Physics arXiv Blog

Дополнительно: Механизм остановки движущегося солитона в однородной молекулярной цепочке
В. Д. Лахно, Н. С. Фиалко, http://crm.ics.org.ru/uploads/kim1/crm09111.pdf


Обсуждение Сообщений: 1. Последнее - 03.05.2011г. 11:58:10




Оценить статью >> пока еще нет оценок, ваша может стать первой :)

   
Архив новостей
Анонсы новостей    http://www.scorcher.ru/xml/news.rss - что это?
Занятия по адаптологии
Асинхронная онлайн-школа: занятия.
14-10-2018г.

О поддержке онлайн-обучения на сайте Форнит
Инструменты для создания своей онлайн-школы: О поддержке онлайн-обучения на сайте Форнит.
08-10-2018г.

Общество мифов
Как не достичь этического дна, когда высказанное слово – есть ложь: Общество мифов.
16-09-2018г.

О реорганизации академической науки
Cделана попытка найти направления к решению проблем академической науки именно на основе модели организации психики: О реорганизации академической науки.
05-09-2018г.

Рефлексы и автоматизмы: обобщение
Это – обобщение эволюционного развития механизмов реализации адаптивных реакций в новых условиях от условных рефлексов до осознанно сформированных автоматизмов:
Рефлексы и автоматизмы: обобщение.
27-08-2018г.

Что люди узнали о мозге
Обобщение исследований организации психики на 2018 год: Что люди узнали о мозге.
17-08-2018г.

Протест очевидности или почему люди спорят?
Невероятное у нормальных людей и животных стимулирует исследовательское поведение, а очевидное заставляет оставаться при своем мнении: Протест очевидности или почему люди спорят?.
06-08-2018г.

Как жить чужим умом
Оптимальная стратегия использования чужих решений: Как жить чужим умом.
30-07-2018г.

Комментарии по лекциям Вячеслава Дубынина
Замечания по отдельным характерным спорным утверждениям: Комментарии по лекциям Вячеслава Дубынина.
27-07-2018г.

Социальная значительность
О всеобъемлющей, нарастающей проблеме общества: Социальная значительность.
19-07-2018г.

Яндекс.Метрика
 посетителейзаходов
сегодня:11
вчера:44
Всего:26772815