Исследователи, возможно, наконец решили тайну того, как насекомые машут крыльями настолько быстро. Снимки бортовых дрозофил показывают, что протеин в их крыльях действует как весна, сохраняя энергию, когда протянуто перед быстрым рикошетом.Дрозофилы бьют крылья двумя слоями мышц.
Когда один слой заключает контракт, он протягивает другой, который сам тогда запущен в контракт. Поскольку этот цикл продолжается при невероятно быстродействующем уровне, им не могут управлять импульсы нерва и таким образом зависит от энергии, сохраненной в самих мышцах.Чтобы определить, как мышечные клетки преобразовывают энергию, сохраненную на протяжении в сокращение, биофизик Томас Ирвинг из Технологического института Иллинойса, Чикаго и коллеги контролировал мышечные белки крыла у колеблющихся дрозофил.
Бригада привязала мух коробкой с тонкой проволокой и использовала воздух и текущий свет, чтобы заставить насекомых думать, что они двигались. Бригада тогда взяла снимки протеинов в крыльях мух с помощью луча рентгеновских лучей высокой интенсивности. Путем синхронизации удара крыла к скорости затвора рентгеновских лучей бригада создала боевик остановки полного цикла удара.
Мышцы заключают контракт, потому что миозин мышечного белка использует свою гибкую голову для углубления его длинного хвоста вдоль нити другого актина мышечного белка, тянущий хвосты мышечных клеток внутрь. После заключения контракта голова миозина обычно отделяет от актина, и мышечная клетка расслабляется. В их мембране исследователи видели, что миозин сползал на актине в заключающих контракт мышцах. Но в расслабленных мышцах, протягивающихся приложенным слоем заключающей контракт мышцы, хвост миозина сделал что-то неожиданное.
Мало того, что голова миозина висела на нить актина, но ее хвост – думавший быть жесткой для натяжения во время сокращения – простирался немного. Это предлагает, говорят исследователи, что миозин хранит упругую энергию, которая может использоваться в следующем сокращении таким же образом, протянутая весна держится на энергию и выпускает ее, когда она отскакивает. Бригада сообщает о своих результатах в выпуске 20 января Природы.Называя работу, которую говорит «феноменальный», структурный биолог Майкл Риди в Медицинском центре Университета Дюка, Дарем, Северная Каролина, техническое продвижение так же важно как биологическое открытие. «Я не верил бы этому возможные десять лет назад», говорит он относительно того, как хорошо бригада синхронизировала крыло, разбитое вспышками рентгеновских лучей.
Наблюдение отходов миозина, протягиваемых в расслабленной мышце, является «полной новинкой», говорит он. Он добавляет, что работы мышцы человеческого сердца почти таким же способом как мышца полета и эта работа могли в конечном счете дать понимание, почему сердца терпят неудачу.