Первое, что удалось обнаружить, используя все те же технологии, которые были и есть у европейцев, американцев, а теперь уже и у азиатских ученых: по большому счету пертурбации, точнее изменения многих параметров в клетке, которые происходят в сознании молекулярных биологов — в частности транскрипция — мало влияют, как показано в левой части слайда, на создание новых белков, то есть собственно эффекторной функции клетки при приспособлении.
Коэффициент корреляции при развитии хит-шоковой адаптации резко падает, и несмотря на то, что очень много транскриптов в разных пертурбационных моделях меняются «вверх» и «вниз» довольно значительно, количество белков, которое остается неизменным, а не меняется — значительно больше.
В общем случае после тщательных скрупулезных многолетних измерений того, как меняются белки в этой клетке, какова белковая динамика, исследователи обнаружили, что всего лишь четыре белка значимо изменяются на фоне более чем 40% изменения транскриптов.
Они также обнаружили, что на самом деле все еще сложнее, что присутствие транскриптов, которые кодируют одноименные белки, не всегда равняется единице в пересчете на одну клетку. Тут значительно помог drop-in ПЦР.
Вообще вся история системной и потом уже синтетической биологии — это история развития технологий, которые, если их аккуратно использовать и не плодить артефакты, а это требует большой тщательности в подходе — решает дело.
Это был первый вывод, который сильно озадачил исследователей. Как можно регулировать себя и производить те или иные адаптационные процессы, если белковая составляющая не сильно-то и меняется? Среди этих четырех белках, которые здесь представлены — это прежде всего шапероны, белки, которые на самом деле должны меняться, но их очень мало, и не все шапероны, которые присутствуют закодированными в геноме клетки, в данном случае изменены.
И тогда возник вопрос: как вообще это все устроено? Почему генетическая машина клетки «шумит» – а если транскрипты не производят нужные белки, эти процессы характеризуются именно как шум.
Под шумом понимаются некие докритические изменения свойств объекта, которые могут генерировать резонансное изменение какого-либо сигнала в клетках. Показано, что множественные флуктуации каких-то параметров могут приводить к резонансному переходу, например, клетка приобретает какое-то новое свойство, но при этом гибели ее не происходит.
Хаосом в биологическом смысле называется смерть клетки – дестабилизацию всех систем, невозможность репликации – либо клеточный арест, либо просто остановка этой системы навсегда и разрушение клеток в ходе дальнейшего персистирования. Хотя в теории сложных систем процесс перехода (при разрушении) клеток в какие-то структурированные частицы предусмотрен. Когда отмечены хаотические изменения одной микрофазы (поскольку одна модель существования сверхвысоких концентраций в клетке – это межкластерные транзиции), а имеется несколько сверхконденсированных капель, за счет хаотического изменения в одной капле происходит перенос белков или белковых ансамблей в другую каплю или в межкапельное пространство, и там концентрация существенно падает. Но эти процессы очень плохо изучены.
Более подробно можно почитать здесь
