Почему одни люди бегают быстрее, чем другие? Ответ на этот вопрос попытаются дать ученые из Института Макса Планка, рассмотрев активность мышечных клеток с помощью стоп-кадров — криоэлектронной фотографии, о которой мы писали раньше.

почему он такой быстрый? Возможно, ответ в активности белков в мышечных клетках
© MPI f. Molecular Physiology

На олимпиаде 2009 года в Берлине Усэйн Болт поставил мировой рекорд скорости на дистанции 100 метров: он развил скорость почти в 45 км/ч — ни до, ни после это не удавалось ни одному человеку.

Было бы наивно считать, что недостижимыми скоростями человек-молния обязан только тренировкам и упорству: дело в генах и особой мышечной структуре ямайского спортсмена. Но что именно происходит в клетках бегуна после старта? До сих пор ученые не могли наблюдать молекулярную механику этого процесса: это все равно что исследовать галоп лошади, не имея фотоаппарата или видеокамеры. Но теперь есть возможность на секунду остановить бешено мечущиеся молекулы и сделать снимок.

Замораживая живые клетки, Штефан Раунзер (Stefan Raunser) и его исследовательская группа получают возможность сфотографировать происходящее в них — передвижение и взаимодействие активных молекул. Они так же могут сравнить активность белков в мышечных клетках Усэйна Болта и среднестатистического человека.

Примерно так же немецкие ученые хотят проследить за движением белков в сокращающейся мышечной клетке Примерно так же немецкие ученые хотят проследить за движением белков в сокращающейся мышечной клетке

Основу двигательной силы мышцы составляют два белка: актин и миозин. «Актин образует длинные нити, по которым, как по беговой дорожке, двигаются молекулы миозина. Сокращение мышцы — это движение молекул миозина», — поясняет член группы Раунзера Джулиан фон Экен (Julian von der Ecken).

Исследователи предполагают, что актин и миозин в мышцах профессиональных бегунов работают особенно слаженно. Организация их совместного движения зависит от среды, в которой находятся актиновые «дорожки» и миозин, а среда, в свою очередь, зависит от активности конкретных генов.

Если Раунзену удастся выяснить, как именно работают белки при сокращении мышечных клеток, ученые не только поймут, как бегают самые быстрые из людей, но и как лечить тех, у кого мышцы работают хуже, чем обычно.