Мы не зря критикуем наш журнал «Biopolymer and Cells» (например). Дело в том, что в наших широтах до сих пор гуляет вера в чудо – дескать достаточно опубликовать где-то в интернете какой-то файл – а дальше толпы жаждущих его сами отыщут, переконвертируют, и будут читать-читать-читать…Научный мир в реальности несколько другой. Каждый журнал, желая поднять свой импакт-фактор на десятую доли, спамит электронные ящики по всему миру рекламой, проводит конкурсы, конференции, индивидуально приглашает авторов публиковаться. Вторая линия привлечения клиентов - это конечно качество контента: кроме скучных экспериментальных статей журналы публикуют как можно больше интересной и красочной информации, популярной и полезной литературы. В итоге тот, кто делает это лучше всех, и становится популярным журналом, читать который престижно! У нас такого пока не принято. Но это пока. Потому что уже появились мы.В нашей рубрике интернетситет недавно мы давали подборку о серьезных научных работах: например, мы разобрали работу первооткрывателя надцарства архей Карла Вёзе (если хотите вспомнить, жмите на ссылку ). Если коротко, то Вёзе предупреждал: не увлекайтесь дроблением живого на части – это дает извращенную картину о мире. Приблизительно в то же время Крег Вентер совершил кругосветное плавание, в процессе которого «выловил» из вод пяти океанов генетическую информацию тысяч неизвестных ранее вирусов (мы писали об этом).
И приблизительно в то же время в журнале «Biopolymer and Cells» (2008, N5) вышла необычная экспериментальная работа команды украинских исследователей под руководством член-корр. Виталия Арнольдовича Кордюма «Микромир живого – очевидность неочевидного».Статья написана довольно оригинальным языком, но не стоит обманываться – за шутливым языком автора скрываются серьезные логические построения. К слову заметить, это любимый стиль Кордюма, поэтому его книги читаются очень легко, что часто бывает не по вкусу «истинным ученым». Например:В настоящее время в биологии сложилась весьма необычная ситуация. Очень быстрое развитие возможностей изучения фундаментальных основ организации и функционирования живой материи позволило приступить к взаимосогласованным исследованиям в направлении ее полного познания. Но подобная взаимосогласованность требовала максимальной унификации объектов анализа. В результате основные усилия сконцентрировались в крайне узкой области, центром которой (и теперь уже основным объектом в силу очевидных причин) стал человек как главный приоритет в шкале ценностей. Возникла некая многоплановая, но ярко выраженная асимметрия. Асимметрия по градиенту изученности/неизученности. В плане фундаментальном – она почти абсолютна. В большинстве своем сколько-нибудь глубокие исследования (в направлении строения генома, тонких механизмов регуляции, молекулярной структуры, протеома, сигнальных путей, феногенетики и т. д.) сводятся к единичным «модельным объектам» – кишечной палочке, сахаромицетам, дрозофиле, мыше, арабидопсису, рису и еще нескольким другим. Ну может быть в пределе – к представителям нескольких десятков видов (все зависит от того, «как считать», насколько глубоко изучен объект и как часто его используют, чтобы признать «модельным»). Остальные представители живого мира описаны, в основном, только морфологически и как объекты детального изучения не используются по причине того, что они «неудобны в работе» или «ненужные для практики». Конечно же, это не прихоть исследователей. На то имеются объективные причины. Углубленные исследования очень дорогие, требуют специальных условий, они длительны, выполняются профессионально хорошо подготовленными в узких областях специалистами и т. д. А полученные результаты надо укладывать в некую общую картину, связывать с другими результатами, процессами, структурами, событиями. Просто так отдельно «выдернутый» результат на неизученном объекте никуда и не уложишь. Но это все для объяснения «почему». А фактом остается просто-таки фантастическая асимметрия. Если учитывать все живое, т. е. и эукариотов, и прокариотов, то из существовавших (по разным оценкам) на планете нескольких десятков миллионов видов сколько-нибудь детально изучено всего несколько десятков, другими словами, одна миллионная часть. Если коротко описать суть статьи – команда Кордюма создала экспериментальную модель микроценоза, которую можно изучать, не разрушая сообщества:Так появляется возможность изучать адекватный природному (фактически, его фрагмент любого размера) микроценоз в адекватной архитектуре. Становится он доступным и на всю ширину субстрата, т. е. по любому «размеру доступности». А сама организация размещения «квазисубстрата» в реальном природном субстрате может быть как непрерывной (сплошная пленка между, внутри, облегающая неоднородности реального субстрата и т. д.), так и квазинепрерывной, в виде пучка нитей; расположенных локально-кучно полосок или организованных в линию; перфорированной пленки. А затем это преобразуется в сплошную (после выравнивания вне субстрата) квазиплоскость, удобную для изучения всего того и «всех тех», что на ней сформировались. Все это обеспечивает полную доступность для любого исследования в любом размере по площади и объему субстрата.Уже первый анализ картин микроценозов при их визуализации по разработанной сохранной технологии позволил установить ряд определенных особенностей. Их можно сгруппировать в два крупных кластера, один из которых может быть обозначен как «особые состояния и взаимоотношения». Они оказываются достаточно необычными.Пространственно-локальные микрозоны микроценоза состоят из «открытых» и «закрытых» участков, взаимодействующих между собой. «Открытые» участки микрозоны представлены микросообществами клеток, не отгороженных от окружающего пространства слизистым барьером.
Даже первое, поверхностное изучение микроценоза с помощью простой микроскопии и одного –двух красителей привел в фантастическим результатам: было обнаружено сотни примеров нетронутой архитектуры микроорганизмав, среди которых многие жизненные формы попросту никогда не наблюдались авторов (напомним, В.А. Кордюм – микробиолог, и если форма микроорганизмов нова для него, это свидетельствует действительно о многом).Очень необычно смотрятся некоторые простейшие. Так, на отдельных препаратах присутствуют, так и хочется написать, «наноинфузории» (рис. 14 * - рисунки показаны ниже П.С.). Их размеры, конечно же не нано-, а микро-. Однако инфузории (судя по их морфологии), имеющие размеры в диапазоне 10 мкм и общий объем 500 мкм3 (это всего пять десятимиллионных кубического миллиметра!), – объекты весьма любопытные и «хорошо смотрятся».Когда пишут о нанобактериях, то, как правило, описывают их после изоляции разрушительными методами. При сохранной технологии их можно наблюдать в естественном пространственном расположении. И в тех случаях, когда они представлены микроколонией (рис. 15), можно утверждать, что имеет место их мультипликация именно как наноформ, а не переход бактерий обычных размеров в наносостояние.Интересны не такие уж и редкие разрастания наномицелия (рис. 16). Любые разрушительные методы разорвут его на мельчайшие фрагменты, которые уже невозможно будет идентифицировать как живое. Поэтому наномицелий в природных субстратах и не описывают. А он (по-видимому, за счет длины гиф, увеличивающей общий объем содержимого) может быть представлен нитями и менее критических 0,2 мкм в диаметре. Но, пожалуй, наиболее интересно то, что такой мицелий отрастет от более толстого, и происходит это как естественный процесс. Можно ожидать, что его тонкая ультраструктурная организация окажется весьма «нестандартной».Приведенные выше формы (при всей их необычности), тем не менее, можно было теоретически предсказать (а нанококки описаны и ранее). Но благодаря сохранности архитектуры микроценозов при использовании новой технологии удалось визуализировать не просто новые «нано-», а геометрически новые нанообъекты. Один из них условно можно назвать «рожки улитки» (рис. 17). Ее «ножка» имеет толщину 0,2 мкм, «головка» 0,3 мкм, а общая длина приближается к 1 мкм. Наноформы сложной геометрии, да еще с морфологической дифференциацией являются полной неожиданностью. Тонкая ультраструктура здесь может оказаться столь же необычной и неожиданной.Другой обнаруженный нанообъект еще более необычен – это какое-то «нанополостное» образование (рис. 18). Оно представляет собой некую структуру тонкого ( 0,1–0,2 мкм) покрова, внутри которого имеется обширная полость, открывающаяся наружу. На некоторых участках препарата образование имеет вид торроида. Что это может быть, представить сложно, а согласно существующим «общепринятым» представления, вообще невозможно. При любом разрушительном методе такие формы либо полностью деградировали бы, либо превратились бы в нечто фрагментарно-аморфное. А по частоте встречаемости такие «нечто» представлены совсем не как исключения.При обсуждении размеров биологических объектов (особенно мелких) может возникнуть вопрос о вкладе усыхания за счет испарения воды. Действительно, в случае значительной обводненности усыхание может сильно исказить истинность результатов измерений. Однако в случае нанообъектов ситуация совсем иная. Даже если бы обсуждалось состояния чистой воды в капилляре 0,2 мкм, то и тогда ее поведение (в том числе и способность к испарению) отличалось бы от свободной воды радикально. Но в нанообъектах, соответственно их размерам и обязательному набору составляющих, для того чтобы жизнь могла реализовываться, свободной воде места не остается уже чисто пространственно. И проблема усыхания как процесс, меняющий линейные размеры объекта, отсутствует. В жестких условиях, вакууме, даже прочно адсорбированная вода может испариться. Но упаковка макромолекул, липидов, минеральных составляющих и т. д., если конформационно в вакууме и изменится, то на общих размерах это уже отразиться не сможет. Кроме того, макро- и микромолекулы при плотной упаковке даже пространственно между собой взаимодействуют в основном не через воду. Так что измеряемые линейные размеры нанообъектов (величиной в первые десятые микрометра или, что то же самое, первые сотни нанометров) при той обработке, которая необходима для их наблюдения как в оптическом, так и электронном микроскопах, сколько-нибудь значительно измениться не смогут. Да и в литературе их принимают как истинные, без каких бы то ни было поправок «на усыхание».В данном случае упоминание о нано-бактериях – это не дань моде, а удобная форма определения необычных микроорганизмов, значительно уступающих размерами классическим микро-организмам. И как упоминается в другой статье, В.А Кордюм не аппелирует к нашумевшим «нано-бактериям», которые оказались кристаллами. Да впрочем – посмотрите сами:
Рис.14
Рис.15
Рис.16
Рис.17В целом статья интересная и везде вызывает споры – а это, право слово, такая редкость для отечественных статей, что ее стоит прочитать обязательно.Ссылка на статью«Biopolymer and Cells» (2008, N5)
Комментарии (0)