Наномир. Дорогая редакция...
Oct. 20th, 2003 12:15 am![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
jayrandomВот это да... если это все правда, то какая огромная тусовка непонятно чем занимается!
Кратко, основная идея: 61 кодон для 20 аминокислот существуют не просто ради избыточности. Эта-то избыточность и определяет пространственную структуру получающегося белка!
Для пехотинцев: классически, в биоинформатике считается, что РНК-аминокислотный код - избыточный (от 1 до 6 разных триплетов кодирует одну аминокислоту). Алгоритмически странслировав триплеты в аминокислоты, нам говорят: "все, мы сэмулировали процесс, происходящий в природе при трансляции. Вот вам цепочка аминокислот. Теперь эта хрень примет 3-мерную форму, которая однозначно определяется химической структурой."
А вот и хрен, неоднозначно. Потому-то предсказание трехмерной структуры белка и оказывается такой сложной и почти неразрешимой задачей. "Ищут пожарные, ищет милиция..." Эх, напьюсь :)
Вообще, конечно, хроники лаборатории "Наномир" впечатляют безмерно. И с юмором - внимание на фотки примерно в середине этой статьи - с ребенком :) Разумеется, статью тоже стоит прочитать.
Кратко, основная идея: 61 кодон для 20 аминокислот существуют не просто ради избыточности. Эта-то избыточность и определяет пространственную структуру получающегося белка!
Для пехотинцев: классически, в биоинформатике считается, что РНК-аминокислотный код - избыточный (от 1 до 6 разных триплетов кодирует одну аминокислоту). Алгоритмически странслировав триплеты в аминокислоты, нам говорят: "все, мы сэмулировали процесс, происходящий в природе при трансляции. Вот вам цепочка аминокислот. Теперь эта хрень примет 3-мерную форму, которая однозначно определяется химической структурой."
А вот и хрен, неоднозначно. Потому-то предсказание трехмерной структуры белка и оказывается такой сложной и почти неразрешимой задачей. "Ищут пожарные, ищет милиция..." Эх, напьюсь :)
Вообще, конечно, хроники лаборатории "Наномир" впечатляют безмерно. И с юмором - внимание на фотки примерно в середине этой статьи - с ребенком :) Разумеется, статью тоже стоит прочитать.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2003-10-20 02:25 am (UTC)Когда-то да-авно я тебе линк на это дело накидывал, с целью поинтересоваться, а что ученые биоинформатики, наш форпост прогресса, думают по поводу рреволюционнейших идей, овладевших отдельными представителями народных масс.
В физике, кстати, идеи у него куда более революционные (собссно, даже упомянутые в статье формы орбиталей - очень неортодоксальная вещь)... такой чувак... разноплановый. :)
Но насколько я ничего не понимаю в радиофизике, резонаторы у него действительно _очень_ интересные, необычные и крутые (если он не наврал прямо про добротность). Вот это-то меня попервой и смутило. :)
re: разноплановый чувак
Date: 2003-10-20 05:17 am (UTC)То, что он имеет предложить по "геометрической химии" - это явная революция. Такая вот детерминированная геометричность позволила бы определять макросвойства веществ по их структуре, что и для неорганической-то химии большая и нерешенная задача. А для биохимии - ... ну у меня просто за эту бессонную ночь чтения его сайта слова закончились выражать эмоции :)
С другой стороны, чистейшие точеные сапфиры для выжимания энергии из хитро закрученного вакуума... это что-то до боли знакомое уже, мы на это уже западали, помнится :)
С третьей стороны... у него там имеется график запланированных экспериментов в Москве на ближайший месяц. Ты не соберешься в скором будущем в Москву часом, а? Ну там... в "менделавку" с Мишей?
Re: разноплановый чувак
Date: 2003-10-21 02:00 am (UTC)Весь этот крутой-перекрутой детерменизм напрямую вытекает из его теории электронных оболочек. А она - из теории строения электрона, а эта теория, в свою очередь, - из гипотезы кристаллического эфира. Я, типа, не очень физик, но могу твердо сказать, что и первое, и второе, и третье четко противоречат не только квантмеху вообще, но и просто твердо установленым фактам. Например, в его модели свет в вакууме по его же словам сильно диспергирует, фотоны стареют и теряют энергию, гибридизация орбиталей, тонкое-сверхтонкое расщепление, как я понимаю, отсутствуют как класс, и вообще, человек "стратегией занимается", не позволяет фактам сбивать себя с концепции.
Я понимаю, дисперсия света в вакууме - это далеко от народа, а белки натурально - вот они... но все ж имей в виду таки.
В другом случае можно было бы пролистать и проехать мимо.Тут все осложняется тем, что чувак на самом деле нетривиальный, в его зернах правды есть идеи. Интересные. Так что, если есть данные, я бы на твоем месте проверил бы... и рассказал бы народу о результатах ;) :) Не раз же было такое, что из неправильных предпосылок получались очень правильные вещи... а предпосылки потом подтягиваются.
Что касается физики, то я на всякий случай кое-что просчитал - не выходит, не канает и не согласуется. Даже на доступном мне уровне. Но все равно слежу - бо прикольно. :)
Re: разноплановый чувак
Date: 2003-10-21 03:30 am (UTC)Доказательств - практически работающих дивайсов - у него нет, смотреть не на что. Можно смотреть на сапфировые резонаторы, вообще - это интересно... можно подкинуть ему пару идей насчет фотонных кристаллов, это может резко поднять добротность "генераторов" в оптике (радикальное улучшение Вашего вечного двигателя - новые подшипники от Дженерал Моторз!)... можно послушать, что у него еще за мысли - уверен, что человек интересный. Но специально встречаться ради того... не...
Скучный я стал. :)
Но написать я ему как-нить напишу. Наверное. :)
вдохнул...
Date: 2003-10-21 12:19 pm (UTC)Как биологу я ему верю, но как физику скорее поверю тебе. Скажи - рентген в вопросах определения 3-мерной конфигурации кристалла рулит или сосет? Кушелев утверждает, что у него разрешающая способность около 1 ангстрёма, но т.к. это во всех направлениях, то слишком уж кисло. Спецы говорят, что ЯМР обладает разрешением ХУЖЕ чем рентген. Вот и вопрос - а есть ли у нас что-нибудь незыбкое, с чем сравнивать?
Кроме того, оказывается, есть специальные белки, которые помогают сложить белок в сложных случаях. (Например, когда белок торчит одним концом через клеточную мембрану и ему тяжело по ту сторону крутиться.) Т.е. от процесса трансляции тут мало чего зависит - все равно "применят патч". Следовательно, если метод Кушелева работает, то не как панацея, а как одна из фаз предсказания 3-мерной структуры.
Но я буду посмотреть, обязательно. Почему-то я настроен очень романтически. Хочется верить, что есть где-то самородки, которые с помощью тонны колечек от занавесок могут объяснить тайну молекулярных взаимодействий безо всяких квантОв. Возможно, это просто от лени разбираться с квантАми :)
напильник и сапфиры
Date: 2003-10-21 12:24 pm (UTC)Задача похожая на фолдинг, но проверять результаты на порядок легче, а главное - никакой зависимости от рентгена. Вполне себе макро-результаты.
Точность РСА.
Date: 2003-10-22 09:20 am (UTC)Могу лишь сказать, что у монокристаллов для постоянных решетки на нашей установке легко получить уверенные сотые-тысячные ангстрема. Но тебе эта цифирь ничего не даст... с одной стороны - наша техника довольно убога, с другой - для сложной хрупкой апериодичной органики, все должно быть _гораздо_ хуже... :\
В кристаллах, если становится очень тоскливо и не знают что делать, еще могут попробовать нейтроны, но насколько это применяют/могут применить к белкам опять же не знаю.
Но погоди-ка: в тех данных по белкАм (подумал - поставил ударение :), что я как-то раз видел, были указаны доли А... ты считаешь они неверны? есть основания так думать? Кушелев так считает? почему плюс-минус 1А?
...
ЗЫ:
Насчет укольцованных электронов и КМ я б твою романтику развеял. :) Все-тки Энштейн Ньютона с прочими не отменял, а лишь поправил. Что характерно. А тут пришел чел и сказал: _все_ вы тут - раздолбаи, а я один д'Артаньян.
"Так не бывает" (С) анекдот.
тогда я погуглЮ...
Date: 2003-10-22 02:24 pm (UTC)Вот еще хороший обзор (пришлось из гугольного кэша вынимать ибо оригинал был дохлый). Тут вообще выясняется, что ЯМР дает набор ограничений, которые вместе с данными об аминокислотной цепочке дает несколько возможных вариантов фолдинга. Плюс ограничение на размер молекулы. Забавно... Дело не в том, что я просто вот поверил Кушелеву, и теперь задался задачей все существующее обгадить. Просто для меня не очевидно, почему в случае этой конкретной задачи мы можем доверять ЯМР или РСА.
Кстати, шеф посоветовал честно провести эксперимент с кушелевской демкой. Прогнать через нее нуклеотидные последовательности белков, которые у разных организмов похожи по фолдингу, но кодируются разными способами. По идее, кушелевский алгоритм все их вывернет по-разному, что, скорее всего, приведет к облому.
Но по-хорошему после такого вот построения нужно учесть, что после изначального построения на белкИ начинают действовать свои силы, которые вывернут его уже по новым правилам. Так что единственный способ проверить ИДЕЮ Кушелева - это инициализировать алгоритм предсказания по Кушелеву, потом учесть новые взаимодействия между радикалами, и уже результат всего этого процесса сравнивать (вздохнул) с тем, что у нас имеется - РСА+ЯМР - идеально, если для этой молекулы результаты обоих этих анализов совпадут.
Кстати, тут живет сама база структур. А вот один любопытный примерчик. В шапке ясно сказано, что резолюшн у них высокий = 2 ангстрёма, низкий = 6 ангстрёмов. Собственно данные начинаются со слова ATOM.
Re: тогда я погуглЮ...
Date: 2003-10-23 10:22 am (UTC)А часто бывает так, что данные ЯМР и РСА сильно не совпадают?
это надо посмотреть...
Date: 2003-10-24 10:19 am (UTC)Насколько я знаю, такие опыты не очень часто проводятся, ибо и то и другое дорого. Но ЕСТЬ примеры с расхождением. В таких случаях принято говорить: "ну что ж вы хотите - РСА работал с кристаллом, а ЯМР - в растворе, вот они и сфолдились по-разному".
Кстати,
Date: 2003-11-11 05:51 pm (UTC)Кстати.
Date: 2003-11-11 09:16 pm (UTC)Далее начинаются чудеса. Белок сфолжен только в определенном интервале температур, ниже и выше он расфолжен, так что если белок заморозить, а затем начать греть, то можно засечь момент, когда он завернется в правильную форму, более того - наблюдать за процессом свертки, ведь время этого заворота достаточно велико. Порядка микросекунд.
То есть белок морозим - он раскладывается. Затем начинаем греть ИК-лазером. Все это время делаем "вцик!-вцик!-вцик!" импульсным УФ-лазером, на что наши три аминокислоты откликаются светом (время отклика, за которое аминокислота высветит свое в ответ, очень мало, для трифторана - порядка 14нс). Отклик аккуратно записываем.
В результате имеем картинку во времени "как изменялось окружение ароматических колец за время фолдинга". Разумеется, по этой картинке однозначно сказать, мимо кого эти кольца пролетали, нельзя. Но можно сравнить эту картинку с нашей компутерной симуляцией и сделать выводы, насколько она соответствует реальности... что, я так понимаю, вам тоже ценно.
Re: Кстати.
Date: 2003-11-11 09:18 pm (UTC)Re: Кстати.
Date: 2003-11-11 11:12 pm (UTC)триптофана, конечно. А не трифторана. :\ :)
Кстати,
Date: 2003-11-16 05:13 pm (UTC)Особенно интересно, что способность к свечению как-то связана с наличием бензольного кольца. Еще вопрос, как различные инстансы одной и той же аминокислоты различить. Можно ли их как-нибудь пометить, чтобы все по-разному? А то если у нас 50 триптофанов и 27 фенилаланинов в цепочке, то как эту кашу потом разбирать?
Насчет триптофана не волнуйся, все свои :) Мне тоже ужасно не нравится в местном интерфейсе две вещи: нельзя исправлять коммент (можно только стирать, копируя в клипборд с последующим повторным комментированием) и нельзя отпривьювить постинг (а можно, наоборот, только запостить, а уже потом исправлять). Но иногда эти "баги" оборачиваются фичами, особенно когда заводишь политические споры. А то есть тут всякие любители слово сказать - и быстренько в кусты... :)
Re: Кстати,
Date: 2003-11-16 11:20 pm (UTC)Да, и еще, в текущем варианте (тот, что на картинке) не различают даже эти самые три аминокислоты друг от друга... а ты говоришь, пометить конкретную. :) В _принципе_ - наверное, что-то еще выцепить можно. Например,что-то можно сказать по спектру эмиссии. Но почему-то мне кажется, что никто этим заниматься особенно не будет: метод (насколько я понял) пока вообще не претендует на большую предсказательную силу. Тут акцент делают на том, что мы _вообще_ можем как-то _проверить_ наши предсказания на практике, вживую, не только результат, но и _процесс_ фолдинга.
Каша? Но ведь и в каше РСА или ЯМР (особенно) без поллитры, компьютера и софта не разобраться. Ну и что такого, если у нас, как правило, все-таки есть поллитра, компьютер и софт? :)
(Кстати, возможно было бы сделать то же самое с ЯМР... но тут много проблем, и нужна новая аппаратура, радикально отличная от нынешней :\. Будем надеяться, кто-нибудь сподобится на такие затраты.)
Ну да. :) Что написано, то не вырубишь... И не врубишь. :)
Я не то чтоб недоволен этими порядками (скорее даже за - а то потом смотришь на дискуссию и тут - ответы, а тут - "комментарий удален", ну и о чем речь шла?), я просто констатирую, что мне так плохо. Одного уровня редактирования (в редакторе-то все-таки можно внести любые поправки, а "не уверен - не отправляй") мне недостаточно. :)
Кушелев сопротивляется...
Date: 2003-11-18 08:41 am (UTC)Кроме того, у нас завязалась с Александром Юрьевичем горячая переписка, в которой я по энному разу получил те же самые аргументы. Блин, я верю, что ему нравится гипотеза - мне она тоже нравится, очень, ОЧЕНЬ красивая. Но она, блин, не работает - и все тут... Грустно. Одним энтузиастским Юпитером науки не сделаешь, нужен еще мрачный Сатурн, который ограничивает фантазию мечтателей.
Я все думаю, выложить ли сюда переписку с ним, или не стоит?
Re: Кушелев сопротивляется...
Date: 2003-11-18 12:26 pm (UTC)А моральная сторона вопроса тут совершенно прозрачна: он же сам ее выкладывает, ну так твой копирайт строго того же плана. :)
А то, что не угадалось - ну, конечно. Это и ожидалось, ставили-то на "а вдруг?". Закономерно, что не прокатило, в обычной жизни это никогда не прокатывает. :)
ты, наверное, единственный, кому интересно :)
Date: 2003-11-19 04:23 pm (UTC)Единственный? :)
Date: 2003-11-20 10:39 am (UTC)- Э... А кто второй-то?
:)
и ты, Брут? :)
Date: 2003-11-20 09:24 pm (UTC)Кстати, по поводу хостинга - если ты еще не заметил, я продолжаю инкогничать... Понятно, что многое когда-нибудь вылезет, и мне даже самому интересно, в какой форме, просто неохота форсировать. Недавно обнаружилось, что есть люди, которые знают меня только как жонглера :)
-Я - Брут... - И я - Брут.
Date: 2003-11-21 01:36 am (UTC)Инкогничать? Но ты же разослал урл всем знакомым. :)
Если это инкогнито - я шпиён под прикрытием. :)
плохо выразился
Date: 2003-11-23 08:58 pm (UTC)Re: Кушелев сопротивляется...
Date: 2003-12-03 12:54 am (UTC)Re: ты, наверное, единственный, кому интересно :)
Date: 2003-12-03 12:55 am (UTC)очень коротенький постинг, мимо пальцев проскочил:) щас почитаю
no subject
Date: 2003-12-04 11:00 pm (UTC)Мы сегодня весь обед с болгарами-микроскопистами из соседнего института обсуждали методы разглядывания структуры белков. Так что обсуждение принимает международный масштаб, хотя бы на кухонном уровне:)
Так вот. Они долго объясняли, что рентген - штука очень точная относительно того, какие методы проникновения в структуру молекулы мы имеем на данный момент в принципе.
Конечно, структуры 10 белков, которые исследованы и рентгеном, и микроскопически, и по-всякому теоретически, выглядят достовернее тех, для которых имеется только ренгенные, допустим, данные. Но даже если остальные 290 (? - сколько там всего белков имеется с хоть-каким-то вариантом структуры?) изучить персонально с применением кучи разных методик (читай - на каждый белок какой-то товарищ кладет полжизни), то кардинально представление об их структуре не изменится. Слишком много всяких данных и расчетов тратится на выведение структуры по рентгену.
Сейчас, кстати, у них стоит в лаборатории любопытный электронный микроскоп, таких в мире - 10 штук. Он позволяет замораживать образец в жидком азоте, а потом вставлять его в микроскоп (тоже весь с жидком азоте и гелии), и там смотреть. Причем образец можно крутить. Собственно, для разглядывания белков эта штуковина - идеальная, потому что в замороженном виде они живут под потоком электронов из пушки микроскопа значительно дольше, да еще и крутить можно. В Штатах сейчас еще один дядька делает еще лучший микроскоп.
(Правда, на этом микроскопе особо не работают, это всё политика сенсея, коий есть не очень умный и активный товарищ).
Разрешение микроскопа, правда, невелико - ну, 3 ангстрем в лучшем случае, но зато видно как этот самый белок натурально сложен. И это есть микроскопный плюс - супер-высоко-разрешительный рентген этого не умеет.
Так-что в недалеком будущем структуры белков выяснят совершенно определенно, с помощью и рентгена, и микроскопа, дело за малым - наладить методику. Думаю, это дело пары лет. Тогда мы и посмотрим, кто здесь ДъАртаньян!
no subject
Date: 2003-12-09 10:37 pm (UTC)И про электронный микроскоп - это очень интересно. Это не то, что называют "cryo-electron microscopy"? А есть дата с него хоть какая-нить, для примеру? какой-нибудь белок, который есть и в рентгене?
(ну нифига-се, "разрешение невелико" - 3(!) А(!) "Господа биологи, рад вам сообщить, что вы все просто зажрались!" :)
Или, мож, ссылка какая есть на сайт мужика (или инструмента)?
Не много вопросов? :)
Дж., помнишь, мы говорили о туннельной/силовой микроскопии применительно к белкам? А также - электронной, до кучи? Дык!
Здесь - картинки силовой (только там полистать придется на 4-ую страницу):
http://www.andrew.cmu.edu/course/09-509/PChemMacro_lecture1.pdf
Здесь классической электронной (на просвет и сканирующей):
http://sci.agr.ca/crda/indust/microscope_e.htm
ИМХО, и то, и то выглядит забавно, но непрактично (учитывая подготовку к, и накладываемые ограничения). :\
no subject
Date: 2003-12-09 10:48 pm (UTC)Зажрались не биологи - они ближе бактериальной колонии ничего не видят:))Зажрались микроскописты:)
Сайт должен быть, конечно, я спрошу. Микроскоп могу сфоткать:)
С ЯМР и рентгеном сложнее - с этими товарищами я реже вижусь, но спрошу, при случае, подробно.
no subject
Date: 2003-12-10 12:25 am (UTC)во, там есть про белок - aquaporin-1, в подробностях не знаю где:)
сайта нету:)
зажрались! :)
Date: 2003-12-12 10:10 pm (UTC)А насчет "зажрались" - мне кажется, что это не совсем так. Просто при меньшем разрешении этот инструмент едва ли представляет интерес для молбиологов вааще. Ну на что там смотреть? На общую форму, принимаемую ДНКой? Ну, перепутанная нитка - она и в Африке такая. А вот когда до зарезу надо посмотреть, как именно атомы развешаны... впрочем, 3А это дает еще не очень хорошо :)
Тут уместна аналогия профессионального пленочного фотографа в эру цифровиков. Если уж ему переходить на цифру, то именно на стандарты, которые юзеры рядовых мыльниц будут считать "зажирательством". А ему иначе-то и резону нет... Что он выжмет из 480 килопикселей? :)
аквапорин? (слышал звон...)
Date: 2003-12-12 10:18 pm (UTC)Откуда-то помню, что один чувак пытался доказать, что вода сама по себе через мембрану не проходит, что для этого нужны механизмы. И вплел какой-то подозреваемый на эту функцию белок в мембрану куриного яйца. Публично опустил яйцо в воду и его разорвало в клочья засосанной водой.
Это случайно не про аквапорин анекдот?
Re: аквапорин? (слышал звон...)
Date: 2003-12-13 12:02 am (UTC)Однако аквапорины нонче в моде. У нас даже был один мутант по такому каналу, мучили его осмотическими стрессами, думали сжиматься и разжиматься будет хуже. Ничего, как помню, не вышло:)
Re: аквапорин?
Date: 2003-12-13 11:02 am (UTC)Спасибо!
Date: 2003-12-14 02:09 am (UTC)(гугль до Киева доведет)
Какая страшная история...
Re: Спасибо!
Date: 2003-12-14 05:20 am (UTC)Re: Какая страшная история...
Date: 2003-12-14 12:17 pm (UTC)А у клетки под скорлупой есть белковая мембрана, как и у любой другой. И она этой мембраной дышит, нюхает, и еще Бог знает, как со своей средой взаимно обменивается. Оказалось, что если в мембрану при ее построении встроить насос, то он и через известняковый слой неплохо воду тянет :)