Феноменальная скорость: почему Усэйн Болт настолько быстрый
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.
На Олимпиаде-2009 в Берлине Усэйн Болт установил мировой рекорд скорости на дистанции 100 метров: он достиг скорости почти 45 км/ч — ни до, ни после это никому не удавалось.
Было бы наивно думать, что недосягаемыми скоростями человек-молния обязан только тренировкам и упорству – дело в генах и в особенностях мышечного строения ямайского атлета. Но что именно происходит в клетках бегуна после старта? До сих пор ученым не удавалось наблюдать молекулярную механику этого процесса: это все равно, что рассматривать галоп лошади без фотоаппарата или видеокамеры. Зато теперь можно на секунду остановить бешено мчащиеся молекулы и сделать снимок.
Замораживая живые клетки, Штефан Раунсер и его исследовательская группа получают возможность фотографировать то, что в них происходит: движение и взаимодействие активных молекул. Они также могут сравнить активность белков в мышечных клетках Усэйна Болта и обычного человека.
Основу двигательной силы мышцы составляют два белка: актин и миозин. «Актин образует длинные нити, по которым движутся молекулы миозина, как на беговой дорожке. Сокращение мышц — это движение молекул миозина», — объясняет Джулиан фон дер Экен, член группы Раунцера.
Исследователи предполагают, что актин и миозин в мышцах профессиональных бегунов особенно хорошо работают вместе. Организация их совместного движения зависит от среды, в которой обнаруживаются «следы» актина и миозина, а среда, в свою очередь, зависит от активности конкретных генов.
Если Раунсен сможет выяснить, как именно работают белки, когда мышечные клетки сокращаются, ученые не только поймут, как люди бегают быстрее, но и как лечить тех, чьи мышцы работают меньше, чем обычно.
