Что можно увидеть световой микроскоп можно увидеть деление клетки
Микроскопия в домашних условиях
Станислав Яблоков,
Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова
«Наука и жизнь» №2, 2014
Вот уже два года, как я наблюдаю за микромиром у себя дома, и год, как снимаю его на фотокамеру. За это время собственными глазами увидел, как выглядят клетки крови, чешуйки, опадающие с крыльев бабочек, как бьётся сердце улитки. Конечно, многое можно было бы узнать из учебников, видеолекций и тематических сайтов. Но при этом не было бы ощущения присутствия, близости к тому, что не видно невооружённым глазом. Что это не просто слова из книжки, а личный опыт. Опыт, который сегодня доступен каждому.
Что купить
Театр начинается с вешалки, а микросъёмка с покупки оборудования, и прежде всего — микроскопа. Одна из основных его характеристик — набор доступных увеличений, которые определяются произведением увеличений окуляра и объектива.
Детёныш улитки. Увеличение 40×
Не всякий биологический образец хорош для просмотра при большом увеличении. Связано это с тем, что чем больше увеличение оптической системы, тем меньше глубина резкости. Следовательно, изображение неровных поверхностей препарата частично будет размыто. Поэтому важно иметь набор объективов и окуляров, позволяющий вести наблюдения с увеличением от 10–20 до 900–1000×. Иногда бывает оправданно добиться увеличения 1500× (окуляр 15 и объектив 100×). Большее увеличение бессмысленно, так как более мелкие детали не позволяет видеть волновая природа света.
Лист клевера. Увеличение 100×. Некоторые клетки содержат тёмно-красный пигмент
Следующий немаловажный момент — тип окуляра. «Сколькими глазами» вы хотите рассматривать изображение? Обычно выделяют монокулярную, бинокулярную и тринокулярную его разновидности. В случае монокуляра придётся щуриться, утомляя глаз при длительном наблюдении. В бинокуляр смотрят обоими глазами (не следует путать его со стереомикроскопом, дающим объёмное изображение). Для фото- и видеосъёмки микрообъектов понадобится «третий глаз» — насадка для установки аппаратуры. Многие производители выпускают специальные камеры для своих моделей микроскопов, но можно использовать и обычный фотоаппарат, купив к нему переходник.
Лист земляники. Увеличение 40×
Наблюдение при больших увеличениях требует хорошего освещения в силу небольшой апертуры объективов. Световой пучок от осветителя, преобразованный в оптическом устройстве — конденсоре, освещает препарат. В зависимости от характера освещения существует несколько способов наблюдения, самые распространённые из которых — методы светлого и тёмного поля. В первом, самом простом, знакомом многим ещё со школы, препарат освещают равномерно снизу. При этом через оптически прозрачные детали препарата свет распространяется в объектив, а в непрозрачных он поглощается и рассеивается. На белом фоне получается тёмное изображение, отсюда и название метода. С тёмнопольным конденсором всё иначе. Световой пучок, выходящий из него, имеет форму конуса, лучи в объектив не попадают, а рассеиваются на непрозрачном препарате, в том числе и в направлении объектива. В итоге на тёмном фоне виден светлый объект. Такой метод наблюдения хорош для исследования прозрачных малоконтрастных объектов. Поэтому, если вы планируете расширить набор методов наблюдения, стоит выбирать модели микроскопов, в которых предусмотрена установка дополнительного оборудования: конденсора тёмного поля, тёмнопольной диафрагмы, устройств фазового контраста, поляризаторов и т. п.
Оптические системы не идеальны: прохождение света через них сопряжено с искажениями изображения — аберрациями. Поэтому объективы и окуляры стараются изготавливать так, чтобы эти аберрации максимально устранить. Всё это сказывается на их конечной стоимости. Из соображений цены и качества имеет смысл покупать планахроматические объективы для профессиональных исследований. Сильные объективы (с увеличением, например, 100×) имеют числовую апертуру больше 1 при использовании иммерсии, масла с высоким показателем преломления, раствора глицерина (для УФ-области) или просто воды. Поэтому, если кроме «сухих» объективов вы берёте ещё и иммерсионные, стоит заранее позаботиться об иммерсионной жидкости. Её показатель преломления обязательно должен соответствовать конкретному объективу.
Иногда следует обратить внимание на устройство предметного столика и рукояток для управления им. Стоит выбрать и тип осветителя, которым может быть как обычная лампа накаливания, так и светодиод, который ярче и греется меньше. Микроскопы тоже имеют индивидуальные особенности. Каждая дополнительная опция — это добавка в цене, поэтому выбор модели и комплектации остаётся за потребителем.
Сегодня нередко покупают недорогие микроскопы для детей, монокуляры с небольшим набором объективов и скромными параметрами. Они могут послужить хорошей отправной точкой не только для исследования микромира, но и для ознакомления с основными принципами работы микроскопа. После этого ребёнку уже стоит купить более серьёзное устройство.
Как смотреть
Можно купить далеко не дешёвые наборы готовых препаратов, но тогда не таким ярким будет ощущение личного участия в исследовании, да и наскучат они рано или поздно. Поэтому следует позаботиться и об объектах для наблюдения, и о доступных средствах для подготовки препаратов.
Наблюдение в проходящем свете предполагает, что исследуемый объект достаточно тонок. Даже кожура ягоды или фрукта слишком толста, поэтому в микроскопии исследуют срезы. В домашних условиях их делают обычными бритвенными лезвиями. Чтобы не смять кожуру, её помещают между кусочками пробки или заливают парафином. При определённой сноровке можно достигнуть толщины среза в несколько клеточных слоёв, а в идеале следует работать с моноклеточным слоем ткани — несколько слоёв клеток создают нечёткое сумбурное изображение.
Крыло жучка бибиониды. Увеличение 400×
Исследуемый препарат помещают на предметное стекло и в случае необходимости закрывают покровным. Купить стёкла можно в магазине медицинской техники. Если препарат плохо прилегает к стеклу, его фиксируют, слегка смачивая водой, иммерсионным маслом или глицерином. Не всякий препарат сразу открывает свою структуру, иногда ему нужно «помочь», подкрасив его форменные элементы: ядра, цитоплазму, органеллы. Неплохими красителями служат йод и «зелёнка». Йод достаточно универсальный краситель, им можно окрашивать широкий спектр биологических препаратов.
При выезде на природу следует запастись баночками для набора воды из ближайшего водоёма и маленькими пакетиками для листьев, высохших остатков насекомых и т. п.
Что смотреть
Микроскоп приобретён, инструменты закуплены — пора начинать. И начать следует с самого доступного — например, кожуры репчатого лука. Тонкая сама по себе, подкрашенная йодом, она обнаруживает в своём строении чётко различимые клеточные ядра. Этот опыт, хорошо знакомый со школы, и стоит провести первым. Луковую кожуру нужно залить йодом на 10–15 минут, после чего промыть под струёй воды.
Кожица лука. Увеличение 1000×. Окраска йодом. На фотографии видно клеточное ядро
Кожица лука. Увеличение 1000×. Окраска азур-эозином. На фотографии в ядре заметно ядрышко
Кроме того, йод можно использовать для окраски картофеля. Срез необходимо сделать как можно более тонким. Буквально 5–10 минут его пребывания в йоде проявят пласты крахмала, который окрасится в синий цвет.
Картофель. Синие пятна — зёрна крахмала. Увеличение 100×. Окраска йодом
На балконах часто скапливается большое количество трупиков летающих насекомых. Не торопитесь от них избавляться: они могут послужить ценным материалом для исследования. Как видно из фотографий, вы обнаружите, что на крыльях насекомых есть волоски, которые защищают их от намокания. Большое поверхностное натяжение воды не позволяет капле «провалиться» сквозь волоски и коснуться крыла.
Плёнка на спине таракана. Увеличение 400×
Если вы когда-нибудь задевали крыло бабочки или моли, то, наверное, замечали, что с неё слетает какая-то «пыль». На снимках отчётливо видно, что это не пыль, а чешуйки с крыльев. Они имеют разную форму и довольно легко отрываются.
Чешуйки с крыльев моли. Увеличение 400×
Кроме того, с помощью микроскопа можно изучить строение конечностей насекомых и пауков, рассмотреть, например, хитиновые плёнки на спине таракана. И при должном увеличении убедиться, что такие плёнки состоят из плотно прилегающих (возможно, сросшихся) чешуек.
Крыло бабочки боярышницы. Увеличение 100×
Не менее интересный объект для наблюдения — кожура ягод и фруктов. Однако либо её клеточное строение может быть неразличимым, либо её толщина не позволит добиться чёткого изображения. Так или иначе, придётся сделать немало попыток, прежде чем получится хороший препарат: перебрать разные сорта винограда, чтобы найти тот, у которого красящие вещества кожуры имели бы интересную форму, или сделать несколько срезов кожицы сливы, добиваясь моноклеточного слоя. В любом случае вознаграждение за проделанную работу будет достойным.
Кожура сливы. Увеличение 1000×
Ещё более доступны для исследования трава, водоросли, листья. Но, несмотря на повсеместную распространённость, выбрать и приготовить из них хороший препарат бывает непросто. Самое интересное в зелени — это, пожалуй, хлоропласты. Поэтому срез должен быть исключительно тонким.
Хлоропласты в клетках травы. Увеличение 1000×
Приемлемой толщиной нередко обладают зелёные водоросли, встречающиеся в любых открытых водоёмах. Там же можно найти плавучие водоросли и микроскопических водных обитателей — мальков улитки, дафний, амёб, циклопов и туфелек. Маленький детёныш улитки, оптически прозрачный, позволяет разглядеть у себя биение сердца.
Хлоропласты в клетках водоросли. Увеличение 1000×
Сам себе исследователь
После изучения простых и доступных препаратов захочется усложнить технику наблюдения и расширить класс исследуемых объектов. Для этого понадобится и специальная литература, и специализированные средства, свои для каждого типа объектов, но всё-таки обладающие некоторой универсальностью. Например, метод окраски по Граму, когда разные виды бактерий начинают различаться по цвету, можно применить и для других, не бактериальных, клеток. Близок к нему и метод окраски мазков крови по Романовскому. В продаже имеется как уже готовый жидкий краситель, так и порошок, состоящий из его компонентов — азура и эозина. Их можно купить в специализированных магазинах либо заказать в интернете. Если раздобыть краситель не удастся, можно попросить у лаборанта, делающего вам анализ крови в поликлинике, стёклышко с окрашенным её мазком.
Мазок крови. Окраска азур-эозином по Романовскому. Увеличение 1000×. На фотографии: эозинофил на фоне эритроцитов
Продолжая тему исследования крови, следует упомянуть камеру Горяева — устройство для подсчёта количества клеток крови и оценки их размеров. Методы исследования крови и других жидкостей с помощью камеры Горяева описаны в специальной литературе.
Мазок крови. Окраска азур-эозином по Романовскому. Увеличение 1000×. На фотографии: слева — моноцит, справа — лимфоцит
В современном мире, где разнообразные технические средства и устройства находятся в шаговой доступности, каждый сам решает, на что ему потратить деньги. Это может быть дорогостоящий ноутбук или телевизор с запредельным размером диагонали. Находятся и те, кто отводит свой взор от экранов и направляет его далеко в космос, приобретая телескоп. Микроскопия может стать интересным хобби, а для кого-то даже и искусством, средством самовыражения. Глядя в окуляр микроскопа, проникают глубоко внутрь той природы, часть которой мы сами.
Словарик к статье
Иммерсия — прозрачная жидкость с показателем преломления n > 1. В неё погружают препарат и объектив микроскопа, увеличивая его апертуру и тем самым повышая разрешающую способность.
Планахроматический объектив — объектив с исправленной хроматической аберрацией, который создаёт плоское изображение по всему полю. Обычные ахроматы и апохроматы (аберрации исправлены для двух и для трёх цветов соответственно) дают криволинейное поле, которое исправить невозможно.
Фазовый контраст — метод микроскопических исследований, основанный на изменении фазы световой волны, прошедшей сквозь прозрачный препарат. Фаза колебания не видна простым глазом, поэтому специальная оптика — конденсор и объектив — превращает разность фаз в негативное или позитивное изображение.
Моноциты — одна из форм белых клеток крови.
Хлоропласты — зелёные органеллы растительных клеток, отвечающие за фотосинтез.
Эозинофилы — клетки крови, играющие защитную роль при аллергических реакциях.
«Наука и жизнь» о микросъёмке:
Микроскоп «Аналит» — 1987, №1.
Ошанин С. Л. С микроскопом у пруда. — 1988, №8.
Ошанин С. Л. Невидимая миру жизнь. — 1989, №6.
Милославский В. Ю. Домашняя микрофотография. — 1998, №1.
Мологина Н. Фотоохота: макро и микро. — 2007, №4.
Биологос! Занимательная биология!
Берегитесь, когда Вседержитель посылает на Землю Мыслителя!
Деление клетки — митоз
Деление клетки — митоз
Клетки многоклеточного организма чрезвычайно разнообразны по выполняемым функциям. В соответствии со специализацией клетки имеют разную продолжительность жизни. Например, нервные и мышечные клетки после завершения эмбрионального периода развития перестают делиться и функционируют на протяжении всей жизни организма. Клетки же других тканей — костного мозга, эпидермиса, эпителия тонкого кишечника — в процессе выполнения своей функции быстро погибают и замещаются новыми клетками в результате непрерывного клеточного размножения.
Таким образом, жизненный цикл клеток обновляющихся тканей включает функционально активную деятельность и период деления. Деление клеток лежит в основе развития и роста организмов, их размножения, а также обеспечивает самообновление тканей на протяжении жизни организма и восстановление их целостности после повреждения.
Митоз – это наиболее распространённый способ деления клеток, который лежит в основе бесполого размножения, обеспечивает рост многоклеточного организма, обновление и восстановление его тканей. Он обеспечивает тождественное распределение генетического материала по дочерним клеткам.
Детальное описание стадий митоза дано Э. Страсбургером на материале растительных клеток (1876-1879) и У. Флеммингом на животных (1882).
Интерфаза в клетках растений и животных в среднем продолжается 10 — 20 ч. Затем наступает процесс деления клетки — митоз. Продолжительность митоза у клеток различных типов неодинакова, в среднем 1-1,5 часа. Основные этапы митоза – профаза, метакинез (прометафаза), метафаза, анафаза, телофаза. Митотические циклы разделены интерфазами.
Непрочитанное сообщение Гость » 11.11.2007, 14:27
Непрочитанное сообщение Гость » 11.11.2007, 17:55
Непрочитанное сообщение Гость » 11.11.2007, 18:04
Нашла на мейле, вот зацените
Полчаса митоза
Галина Костина 
С помощью лазерного пинцета российские ученые открыли детали одного из самых загадочных процессов жизни — деления клетки
На экране появляется нечто, похожее на большое блюдце с шевелящимися червячками. Какое-то время они беспорядочно толкутся, но вдруг как по команде начинают выстраиваться ровно посредине «блюдца». Несколько мгновений этот живой диаметр подрагивает, как вдруг невидимые ножницы разрезают его вдоль, и «червячки» синхронно разбегаются к двум «полюсам» по краям «блюдца». Примерно такую же картинку, возможно менее четкую, наблюдал более трехсот лет назад голландский галантерейщик, а по совместительству — страстный любитель шлифовки линз и основоположник микроскопии Антони ван Левенгук. Сейчас же ее показывает в компьютере профессор кафедры биофизики физфака МГУ, директор центра теоретических проблем фармакологии РАН и завлаб Гематологического научного центра РАМН Фазли Атауллаханов. Это кадры из небольшого фильма о митозе — делении клетки, — снятого с помощью светового микроскопа американскими учеными. Блюдце — клетка, а червячки — хромосомы. И эта завораживающая картина до сих пор является для ученых загадкой, несмотря на то что митоз изучают очень давно.
Современная биология многое знает о клетке, ученым известны практически все ее составляющие. Движение вглубь клетки оказывалось возможным благодаря постоянному совершенствованию техники: светового микроскопа, рентгеноструктурного анализа, электронного, а затем и атомно-силового микроскопа. Изучение клетки необходимо и для поиска наиболее эффективных путей вмешательства в клеточные процессы. Ведь любая болезнь — это сбой в работе клеток. Но полученные ранее знания не давали полного представления о механизмах процессов, происходящих в клетке. Совершенно новые возможности у исследователей появились лишь несколько лет назад, когда был создан инструмент, который называют лазерной ловушкой или лазерным пинцетом. Сейчас в мире несколько десятков научных групп с помощью этого инструмента проводят опыты по реконструкции внутриклеточных процессов. Одна из таких групп — под руководством Фазли Атауллаханова — первой выявила некоторые важнейшие детали механизма деления клетки.
Первым, как отмечают историки, клетку увидел Роберт Гук в 1663 году. Но его приспособление из пары линз давало 30−кратное увеличение, поэтому он мог видеть в изучаемых срезах пробки лишь нечто похожее на соты, которые он назвал клетками. Прибор Левенгука увеличивал уже в 300 раз — и голландец видел клетки крови, сперматозоиды и бактерии, названные им маленькими зверьками. Он вполне мог первым наблюдать и за тем, как делится клетка. В первой половине XIX века М. Шлейден и Т. Шванн, обобщив накопленные к тому времени знания, создали клеточную теорию, гласившую, что клетки — это структурная и функциональная основа всех живых организмов.
Чуть позже немецкий ученый Р. Вирхов сделал еще одно важное заключение: любая клетка получается из клетки в результате клеточного деления. В середине XX века Дж. Уотсон и Ф. Крик с помощью методов биохимии и рентгеноструктурного анализа открыли структуру ДНК. До этого никто не связывал хромосомы, видимые глазом в световой микроскоп, с наследственной информацией. После открытия Уотсона и Крика стало ясно: ДНК упаковывается в хромосомы и должна быть воспроизведена в точности в дочерних клетках при делении. Для этого в клетке перед делением удваиваются все ее элементы.
«Казалось бы, клетка могла бы делиться гораздо проще, чем она делится, — рассуждает Фазли Атауллаханов. — Нужно сначала все удвоить, а потом поделить. И даже если она не поровну поделит, к примеру, рибосомы (молекулярные машинки для создания белков), то у дочерних клеток будет все необходимое, чтобы доделать нужное или убрать лишнее. Если бы не хромосомы. Их поделить нужно деликатно. Представьте, что у вас в кучку свалены два собрания сочинений Льва Толстого. Вам нужно не просто разделить их количественно, когда в одну сторону могут попасть два одиннадцатых тома, а на два полноценных собрания сочинений. Точно так же в две дочерние клетки должна попасть не просто половина всех удвоенных хромосом, а два идентичных набора хромосом, только так будет корректно сохраняться наследственная информация. Именно для этого природа придумала красивейший механизм деления, который длится около получаса».
Митоз можно наблюдать в обычный световой микроскоп. Клетка размером в несколько десятков микрон и хромосомы в 1,5–2 микрона видны, но нельзя рассмотреть более мелкие структуры, например веретено деления. Поэтому процесс деления в микроскопе завораживает, как чудесный фокус с невидимыми ножницами. Увидеть веретено деления удалось только в шестидесятые годы — с помощью электронного микроскопа, позволяющего разглядывать объекты наноразмеров. Но если с помощью светового микроскопа наблюдать можно живую клетку, то электронная микроскопия этого не позволяла. Для изучения клетки в этом случае ее нужно заморозить, нарезать тончайшими слоями и лишь потом рассматривать. В 70–80−е годы возможности электронной микроскопии расширились. Исследователи тогда стали применять методы генной инженерии — модифицировали гены, цепляя к ним «кусочки» с флуоресцентными красками, чтобы синтезированные белки светились — один синим, другой зеленым, третий красным. По этим разноцветным картинкам можно было наблюдать их взаимное расположение и предполагать, как происходят различные внутриклеточные процессы.
Трубочки, колечки и висюльки
Как только в электронный микроскоп хорошенько рассмотрели веретено деления, бросились изучать, как же оно работает. Выяснили, что в фазе митоза два полюса деления, которые до того находились примерно в центре клетки, расходятся по ее противоположным краям, и из них начинают расти навстречу друг другу микротрубочки.
Изучение микротрубочки с помощью электронного микроскопа и рентгеноструктурного анализа показало, что растет она примерно так, как строится кирпичная труба. Кирпичики из белка под названием тубулин складываются один на другой в тринадцать стержней, которые и формируют стенки «трубы» диаметром 25 нанометров. Растущие микротрубочки натыкаются на хромосомную пару с двух сторон, но цепляются к хромосоме только та трубочка, которая попадает в определенное место. «У пары сестринских хромосом в том месте, где они связаны, ученые рассмотрели густую “шерсть” из гибких белковых комплексов, которые мы в своей лаборатории называем “висюльками”, — рассказывает Катя Грищук, член группы Атауллаханова и сотрудница лаборатории Ричарда Макинтоша в Университете Колорадо в США. — Эти белки открыли всего два года назад ученые из Калифорнии Ян Чизман и Аршад Десай. Они же показали, что этот довольно длинный белковый комплекс может цепляться за трубочку».
Микротрубочки натягивают пару хромосом и находятся в таком состоянии некоторое время, пока все хромосомные пары не будут натянуты другими попавшими куда надо трубочками. За этим следят специальные белки — они выключаются, когда последняя пара сестринских хромосом будет заякорена с двух сторон и натянута. Это сигнал к действию для невидимых ножниц — фермента, который аккуратно разрежет пару хромосом в месте их соединения. В этот момент микротрубочки начинают тянуть хромосомы к полюсам веретена. Как они это делают, удалось выяснить благодаря еще нескольким открытиям. Эксперименты показали, что напряжение в микротрубочке приводит к тому, что после разрезания пары хромосом все тринадцать стержней трубочки начинают выгибаться наружу. Кончики этих стержней отваливаются, и трубочка укорачивается. «Это, конечно, озадачивало ученых, — говорит Фазли Атауллаханов. — Нужно было найти объяснение, как при этом не теряется хромосома».
Когда ученые из Стэнфорда Д. Друбин и Дж. Барнс выделили белки, из которых в их опытах собиралось колечко на микротрубочке, исследователи митоза страшно обрадовались. Сложилась вполне логичная гипотеза: микротрубочка не просто утыкается в хромосому — на ней образуется кольцо, к кольцу цепляется «висюлька». После разрезания концы трубочки выгибаются и давят на кольцо. Оно под давлением начинает съезжать по трубочке и тащить за собой хромосому. Но это были лишь теоретические построения, проверить которые не позволяли ни микроскопы, ни биохимические методы, ни рентгеноструктурный анализ. Пока не появился лазерный пинцет.
Шарик прикинулся хромосомой
В середине восьмидесятых А. Эшкин показал, что сильно сфокусированный лазерный луч способен втягивать в себя небольшие объекты вблизи точки фокусировки. Сила его невелика — всего лишь пиконьютоны, но она способна передвигать объекты микро— и наноразмеров. Разумеется, это явление немедленно начали эксплуатировать биофизики, изучающие клеточные и молекулярные механизмы. Они сразу поняли, что с помощью этого метода можно реконструировать процессы, в которых принимают участие наноструктуры. И конечно же, процессы митоза.
В принципе построить простейшую лазерную ловушку не так уж сложно — нужно запустить лазерный луч в световой микроскоп и сфокусировать его. Но для сложных опытов нужны были и более сложные дорогостоящие установки. Такие приборы нигде не продаются, их строят под конкретные задачи.
«Мои предложения построить такую установку в России вызывали лишь недоумение и смех, — рассказывает Атауллаханов, — поэтому я лет пять назад поехал в Америку». Поехал в лабораторию Дика Макинтоша, где работала его аспирантка Катя Грищук. «У Макинтоша была простейшая лазерная ловушка. Сам он десятки лет занимался митозом, но его исследования затормозились из-за того, что эта ловушка не годилась для сложных экспериментов, — рассказывает Катя. — И тут помог Фазли и его команда. Они усовершенствовали прибор». Вместе с Макинтошем они получили грант американского Центра здоровья (финансирующего многие проекты в сфере биологии и медицины), а затем — грант американо-российского фонда CRDF. С того времени группа Атауллаханова работает в Колорадо вахтенным методом.
Теперь установка в лаборатории Макинтоша могла гордо именоваться пинцетом, потому что была способна производить ювелирные действия. Она к тому же стала не только манипулятором, но и точным измерителем действий нанообъектов. Первый же опыт, который поставили с этой установкой, оказался удачным. Эксперимент должен был ответить на вопрос — а микротрубочка ли двигает хромосому? Ведь были и другие гипотезы. Мол, двигают так называемые моторные белки, а микротрубочки служат лишь рельсами. «По иронии судьбы Макинтош тоже поначалу придерживался этой гипотезы, — говорит Фазли Атауллаханов, — но в наших совместных экспериментах убедился, что это не так. К тому же Катя попутно поставила эксперимент с дрожжевой клеткой, из которой были изъяты все моторные белки, и клетка делилась без них». Ученые вырастили в специальных условиях микротрубочку. Ее конец зафиксировали, сделав своеобразную «крышку», чтобы трубочка самопроизвольно не разгибалась. К трубочке «пришили» маленький шарик (аналог хромосомы). Лазерный пинцет срезал «крышку», и микротрубочка начинала разгибаться и дергать шарик.
Следующая серия экспериментов была посвящена более сложному вопросу: может ли трубочка не просто дергать, а тащить за собой объект? Теперь в опыте участвует трубочка с кольцом и пришитым к нему шариком (лазерный пинцет манипулирует именно им). Белки для кольца прислал выделивший их Друбин, в лаборатории которого такой экспериментальной техникой не владели. «Друбин у себя в лаборатории показывал в опыте, что из белков собирается кольцо. В живой клетке таких колец еще никто не видел, — рассказывает Фазли. — Мы тоже дали кольцу собраться из белков, пришили к нему шарик и посадили кольцо на трубочку. Опять срезали крышку, стержни кольца стали разгибаться, давить на него, и кольцо поехало вниз вместе с шариком. Причем сила давления всех стержней на кольцо была уже в пять раз большей, чем в эксперименте просто с трубочкой и шариком, где на шарик действовали один-два стержня».
Чтобы полностью смоделировать реальный процесс митоза, нужно было к шарику прицепить «висюльку», «висюльку» — к кольцу, а кольцо посадить на трубочку. Тут-то Чизман и подкинул в лабораторию Макинтоша белки-«висюльки». И сейчас группа Фазли Атауллаханова и сотрудники лаборатории Макинтоша ставят новые эксперименты. Они хотят увидеть, как будет работать эта конструкция. Еще один вариант эксперимента — сможет ли работать конструкция без кольца, если зацепить «висюльку» с шариком прямо на трубочку. Есть и такая гипотеза. Работа пока не закончена. 
России нужен свой пинцет
Наши ученые очень рады, что они первыми в мире поставили такие опыты. «Это огромный прогресс» — говорит Катя Грищук. Но ее восторг, вероятно, могут понять лишь ученые. Нам-то, казалось бы, что с того. Катя терпеливо объясняет: «Мы — представители фундаментальной науки и находимся на переднем фронте исследований. Наша задача понять принципы, что значит работать правильно или неправильно. И не сразу ученый может сказать, как это поможет народному хозяйству. Этого сразу не смогли сделать даже первооткрыватели электричества. Но я точно знаю, что открытие принципов работы клетки пусть не сразу но начнет работать. В первую очередь на медицину — на диагностику и лечение».
Фундаментальные знания о механизмах митоза уже, по словам Атауллаханова, предлагают путь конструирования новых противораковых препаратов. Известно, что рак — это неконтролируемое деление клеток. Это деление можно остановить, к примеру, блокируя синтез копии ДНК или работу микротрубочки. Есть противораковые препараты, которые действуют на микротрубку (не дают ей разгибаться) и тем самым блокируют митоз. Но микротрубки есть не только в делящихся клетках. Они есть в неделящихся нейронах, и там они выполняют другую функцию, а вот колец там нет. Противораковый препарат негативно воздействует на трубочки нейронов. Но если сконструировать лекарство, которое будет действовать не на трубку, а на кольцо и тем самым блокировать митоз, считает Фазли, это поможет сохранить мозги и нервы от побочных явлений. Группа Атауллаханова сейчас пробует подбирать конструкции молекул для препаратов.
«Было бы гораздо лучше, если бы все работы мы могли выполнять дома», — говорит Атауллаханов. Сейчас же он и его коллеги вынуждены разрываться, как хромосомы, между разными частями света.
Фазли Атауллаханов — из тех ученых, которых почти целиком занимают научные задачи. Он не умеет «входить в кабинеты», что-то просить и на чем-то настаивать. И все же, когда правительство объявило о широкомасштабной программе, посвященной нанотехнологиям, заставил себя написать несколько писем с предложениями в соответствующие инстанции. Ответа пока не получил. «Меня обескураживает то, с какой бойкостью все схватились за эту тему, — говорит он. — Все кинулись в нанотехнологии. Но ошибочно пытаться затащить в нанотехнологии все, что имеет наноразмеры. Во всем мире это просто новая отрасль, а отнюдь не всенародный проект».
Его смешат громкие рассуждения о том, что вот-вот мы настроим нанороботов, которые побегут по нашим сосудам и будут там лечить наши болезни. «А как господа собираются строить нанороботы, — спрашивает он. — Есть ли у них инструменты? В России вот пока нет ни одного лазерного пинцета». Атауллаханов считает, что такая установка нужна. Это, во-первых, поможет подняться фундаментальной биологии, а во-вторых, манипулировать любыми объектами наноразмеров не только для теории, но и для тех же нанороботов или новых лекарственных препаратов.