Nauka  / Artykuł

Chcieli stworzyć zabawną animację inspirowaną Gwiezdnymi wojnami. Niechcący dokonali ważnego odkrycia naukowego

Śmieszna animacja inspirowana Gwiezdnymi wojnami zakończyła się ważnym odkryciem naukowym.

Tak w skrócie można podsumować historię dwóch naukowców z Wyss Institute - Dona Ingbera i Charlesa Reilly. Obaj panowie pracowali wcześniej z Peterem Jacksonem w studio filmowym Park Road Post.

Ingber i Reilly postanowili wykorzystać swoje zdolności do tworzenia animacji komputerowych i przygotowali krótki film przedstawiający proces zapłodnienia ludzkiej komórki jajowej przez plemniki.

Zapłodnienie w formie rajdu na Gwiazdę Śmierci.

Żeby oglądało się go trochę ciekawiej, całość inspirowana jest Gwiezdnymi wojnami, ale to zapewne wiecie po obejrzeniu napisów otwierających film. Ingber i Reilly postanowili nawiązać do nalotu rebelianckich myśliwców na pierwszą Gwiazdę Śmierci.

Animacja skomplikowanego ruchu plemników wymagała od nich stworzenia wielopoziomowego modelu biologicznego - zaczynając od stworzenia poszczególnych komórek, a kończąc na pojedynczych atomach.

— Okazuje się, że tworzenie dokładnego modelu biologicznego i wiarygodnej symulacji komputerowej nie różni się od siebie tak bardzo. Dodatkowo, jeśli mówimy o symulacji przedstawiającej procesy biologiczne, trzeba uwzględnić wszystkie dane naukowe i obowiązujące modele teoretyczne, potwierdzone przy pomocy eksperymentów - mówi Reilly.

Tworzenie animacji zaowocowało ważnym odkryciem naukowym.

Największym sukcesem animacji było wierne oddanie ruchów aksonemy - podstawowego aparatu ruchowego plemników. Aksonema składa się z układu mikrotubul "9+2" - 9 dubletów mikrotubul rozmieszczonych symetrycznie na obwodzie aksonemy, które otaczają parę pojedynczych mikrotubul znajdujących się w środku. Obwodowe dublety składają się z dwóch podjednostek: A – zbudowanej z 13 protofilamentów tubulinowych oraz B – zbudowanej z 10 protofilamentów tubulinowych.

Podczas tworzenia animacji naukowcy odkryli nowy proces molekularny, który wprawia aksonemę w ruch. Chodzi o molekuły dyneiny, czyli białka motoryczne. Okazało się, że ich charakterystyczny ruch rozpoczyna się od nacisku na miejsce wiązania, czyli na punkt, w którym przerywane jest wiązanie chemiczne dyneiny. Przerwanie wiązania uwalnia energię niezbędną do ruchu aksonemy.

Animację opublikowano na stronach ACS Nano - pisma naukowego, które specjalizuje się w publikacjach nt. nanotechnologii. Stało się tak nie bez przyczyny - biologiczne systemy, stworzone przez ewolucję, od dawna są inspiracją dla naszych mechanicznych konstrukcji.

Na razie nie jesteśmy w stanie wykorzystać odkrycia Reilly'ego i Ingbera do budowy podobnych do plemników nanorobotów. Patrząc jednak na nieprzerwane postępy, jeśli chodzi o miniaturyzację, animacja ta z pewnością przyda nam się w przyszłości.

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst