|
Клетки человека оказались похожими на нейтронные звезды
|
|
|
|
Мы, люди, можем быть даже большей частью Вселенной, чем представляли. По данным исследования, опубликованного в журнале Physical Review C, нейтронные звезды и цитоплазмы клетки имеют нечто общее: структуры, которые напоминают многоэтажные гаражи. В 2014 году физик из области мягких конденсированных веществ Грег Хьюбер и его коллеги исследовали биофизику таких форм — спиралей, соединяющих равномерно распределенные листы — в эндоплазматической сети. Хьюбер и его коллеги назвали их рампами Терасаки в честь их первооткрывателя Марка Терасаки, клеточного биолога из Университета штата Коннектикут.
|
|
|
|
Хьюбер думал, что эти «парковочные гаражи» были уникальными для мягкого вещества (вроде внутренней части клеток), пока не наткнулся на работу физика-ядерщика Чарльза Горовитца из Университета штата Индиана. Используя компьютерное моделирование, Горовитц и его команда обнаружили такие же формы глубоко в коре нейтронных звезд.
|
 |
|
«Я позвонил Чаку и спросил, в курсе ли он, что мы видели такие структуры в клетках и придумали для них модель», говорит Хьюбер, заместитель директора Института теоретической физики Кавли при Калифорнийском университете в Санта-Барбаре. «Для него это было новостью, так что я понял, что у нас может получиться плодотворное сотрудничество».
|
|
|
|
В результате совместной работы, как отмечено в Physical Review C, они исследовали отношения между двумя совершенно разными моделями вещества.
|
|
|
|
У физиков-ядерщиков есть весьма точная терминология для всего класса фигур, которые они наблюдают в своих компьютерных моделях нейтронных звезд: ядерная паста. В нее входят трубки (спагетти) и параллельные листы (лазанья), соединенные спиральными формами, напоминающими рампы Терасаки.
|
|
|
|
«Они наблюдают формы, которые мы видим в клетке», объясняет Хьюбер. «Мы видим трубчатую сеть, мы видим параллельные листы. Мы видим листы, соединенные между собой топологическими дефектами, которые мы называем рампами Терасаки. Поэтому параллели очень глубокие».
|
|
|
|
Тем не менее физика у них разная. Обычно вещество характеризуется своей фазой, состоянием, которое зависит от термодинамических переменных: плотности (или объема), температуры и давления — факторов, которые значительно отличаются на ядерном и внутриклеточном уровнях.
|
|
|
|
«Для нейтронных звезд, сильные ядерные и электромагнитные силы создают квантово-механическую проблему, — объясняет Хьюбер. — В недрах клетки, силы, удерживающие вместе мембраны, принципиально энтропийные и имеют отношение к минимизации общей свободной энергии системы. На первый взгляд, это совершенно разные вещи».
|
|
|
|
Другим отличием является масштаб. В ядерном случае эти структуры основаны на нуклонах, таких как протоны и нейтроны, и эти строительные блоки измеряются фемтометрами (10-15). В случае внутриклеточных мембран длина шкалы измеряется нанометрами (10-9). Разница между ними довольно большая (10-6), но при этом у них дни и те же формы.
|
|
|
|
«Это значит, что есть что-то глубже, чем мы понимаем, в том, как смоделировать ядерную систему», говорит Хьюбер. «Когда у вас плотное собрание протонов и нейтронов, как на поверхности нейтронной звезды, сильное ядерное взаимодействие и электромагнитные силы совместно подсовывают вам такие фазы вещества, которые вы не сможете предсказать, глядя на небольшие собрания нейтронов и протонов».
|
|
|
|
Сходство структур взбудоражило физиков-теоретиков и физиков-ядерщиков. Мартин Сэвидж, например, наткнулся на графики из новой работы на arXiv и очень заинтересовался. «То, что подобное состояние вещества возникает в биологических системах, меня очень удивило», говорит Сэвидж, профессор Вашингтонского университета. «В этом определенно что-то есть». Кроме того, сходство это еще и весьма загадочное. Это только начало.
|
|
|
|
http://hi-news.ru/science/kletki-cheloveka-okazalis-poxozhimi-po-strukture-na-nejtronnye-zvezdy.html
|
