Влияние динамики длины миозиновой нити на движение границ неактивированного саркомера

Нагорняк, Екатерина Михайловна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Влияние динамики длины миозиновой нити на движение границ неактивированного саркомера
ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Влияние динамики длины миозиновой нити на движение границ неактивированного саркомера"

На правахрукописи

НАГОРНЯК Екатерина Михайловна

ВЛИЯНИЕ ДИНАМИКИ ДЛИНЫ МИОЗИНОВОЙ НИТИ НА ДВИЖЕНИЕ ГРАНИЦ НЕАКТИВИРОВАННОГО САРКОМЕРА

03.00.02 -биофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Пущино 2004

Работа выполнена в лаборатории биологической и медицинской физики Уральского государственного университета (Екатеринбург, Россия) и на факультете биоинженерии университета Вашингтона (Сиэтл, США)

Научные руководители:

доктор биологических наук, профессор Феликс Абрамович Бляхман профессор университета Вашингтона Джеральд Поллак

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Зоя Александровна Подлубная доктор физико-математических наук Владимир Владимирович Смолянинов

Ведущая организация:

Институт биофизики клетки РАН

Зашита диссертации состоится «7» июля 2004 года в час. мин. на заседании Диссертационного совета Д 002.093.01 по присуждению ученой степени кандидата физико-математических наук при Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН по адресу: 142290, г. Пушино Московской обл., ул. Институтская, д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан •Л » ЫЛЛлХ- 2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат физ. -мат. наук,

(Л

Н.Ф.Ланина

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы.

Общепринято считать, что в процессе цикла укорочения-удлинения саркомера нити сократительных белков актина и миозина не изменяют свою длину, а лишь скользят друг относительно друга (Huxley etal., 1954). Между тем, экспериментально установлено, что потенциальная возможность изменения длины существует для каждого мажорного белка саркомера. Так, способность актина претерпевать в ходе сокращения мышечного волокна конформационные изменения и укорачиваться была обнаружена в ряде исследований (Prochniewicz etal., 1983; Wakabayashi, 1995). На основании экспериментов с изолированными актиновыми нитями с использованием метода оптической дифракции авторы сделали заключение о возможности перехода типа «спираль-лента» в актине (Подлубная с соавт., 1996). Последние данные механических испытаний одиночной актиновой нити показали возможность ее растяжения примерно на 2.5% (Liu et al., 2002).

По аналогии с актином, нити миозина также способны изменять линейные размеры. На это обращали внимание много лет назад сотрудники лаборатории Г. Франка, которыми было обнаружено уменьшение длины толстых нитей на 20-30% при активном укорочении саркомера (Габелова с соавт.; 1964; Самосудова с соавт., 1962, 1975). В недавних работах на изолированных миозиновых нитях было обнаружено, что их длина при деформации изменялась на 23 % для мышц голубых мидий и на 66% для мышц мечехвоста (Neumann etal., 1998). Для синтетических миозиновых нитей скелетной мышцы в диапазоне физиологических нагрузок отмечено изменение длины порядка 1-2% (Dunaway etal., 2002).

Таким образом, способность нитей основных сократительных белков в той или иной мере изменять свою длину можно считать документально подтвержденным фактом. Вместе с тем, роль и значение этого феномена в обеспечении мышцей сократительной функции не ясна. Более того, складывается впечатление, что известные факты о непостоянстве длины нитей контрактильных белков остаются вне поля зрения большинства исследователей, не говоря о том, что не принимаются в расчет при построении моделей мышечного сокращения. Несомненно, это тормозит развитие наших представлений о механизмах, лежащих в основе этого необычайно важного явления.,

Настоящая работа направлена на изучение возможной роли миозина в регуляции особенностей изменения длины пассивного саркомера. В отличие от известных исследований, мы сконцентрировали основное внимание на динамических характеристиках процессов удлинения и укорочения одиночной нити миозина и одиночного саркомера. Для этого были использованы новые технологии и аналитические процедуры, обеспечившие измерение длины нитей и саркомеров в субнанометровом диапазоне.

Цель работы; исследовать влияние динамики длины миозиновой нити на характер движения границ одиночного неактивированного саркомера£ ; СО. !;'<;!,.'. .'■'!AJÏ'jl!Aîi

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи исследования:

1. отработать технологию эксперимента для изучения динамики длины одиночной миозиновой нити;

2. оценить упругие характеристики одиночной миозиновой нити;

3. исследовать особенности изменения длины миозиновой нити при ее линейных деформациях удлинения/укорочения;

4. исследовать влияние АТФ и Ca1* на характеристики изменения длины одиночной толстой нити;

5. изучить поведение ширины А-зоны в неактивированном саркомере при различных деформациях;

6. изучить особенности изменения длины одиночного неактивированного саркомера при его удлинении/укорочении;

7. исследовать влияние скорости деформации миофибриллы на изменение длины одиночного саркомера в процессе его удлинения/укорочения;

8. путем задания деформаций выяснить особенности изменения длины неактивированного саркомера в зависимости от его начальной и текущей длины;

9. выполнить контрольные эксперименты для выяснения источников возможных артефактов.

Научная новизна:

1. Реализована методическая возможность для измерения динамики длины одиночной миозиновой нити запирательной мышцы {Anterior Byssus Retractor Muscle) моллюска Mytilus, а также одиночного саркомера скелетной мышцы кролика (Psoas muscle), в субнанометровом диапазоне на основе современных технических и аналитических решений.

2. Установлено, что изменение длины одиночной миозиновой нити в процессе ее линейного удлинения/укорочения носит ступенчатый характер. Размер ступеней для удлинения/укорочения миозиновой нити есть величина, кратная 2,7 нм, при этом минимальный размер ступени совпадает с величиной дискретизации и составляет 2,7 нм.

3. Продемонстрировано, что размер ступени для одиночной миозиновой нити не зависит от концентрации АТФ и

4. Обнаружено, что при деформациях неактивированного саркомера на 20% ширина его А-зоны не постоянна, но изменяется в среднем на 9 ± 2%.

5. Показано, что размер ступеней для неактивированного саркомера варьируется в

диапазоне 2.0-2.5 нм и обратно пропорционален начальной и/или текущей длине саркомера

6 Выявлено, что вне зависимости от скорости деформации пассивного саркомера размер ступени для удлинения и укорочения имеет равное значение при одинаковой длине саркомера

7. Установлено, что для активированного саркомера скелетной мышцы вне зависимости от его длины и скорости деформации минимальный размер ступени при удлинении/укорочении составляет 2,7 нм

Практическая значимость работы.

1. Отработана методика эксперимента для изучения механических свойств изолированной миозиновой нити, которая может быть использована в подобных исследованиях на различных белковых структурах.

2. Разработанные в работе новые алгоритмы для измерения длины одиночной белковой нити, ширины А-зоны и автоматического определения размеров ступеней на трассах изменения длины волокна могут быть использованы для экспериментов с любыми типами мышц.

3. Полученные в ходе настоящего исследования результаты о дискретном характере изменения длины одиночной миозиновой нити и одиночного неактивированного саркомера, в том числе значения характерных размеров ступеней, а также найденные зависимости и особенности, должны быть учтены при моделировании процесса мышечного сокращения

Апробация работы и публикации.

Апробация работы была проведена на междисциплинарном семинаре по проблемам биологической и медицинской физики в Уральском государственном университете им. А.М. Горького; а также на заседании секции по биологической подвижности в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН

Основные результаты исследования были представлены на 5 Международных и 4 Всероссийских конференциях и нашли отражение в 13 публикациях, 3 из которых - статьи в иностранных рецензируемых журналах

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической части, 4 экспериментальных глав, обсуждения результатов и выводов, списка цитируемой литературы (202 источника). Работа иллюстрирована 50 рисунками и содержит 159 страниц текста.

МАТЕРИАЛЫ II МЕТОДЫ

Экспериментальная часть работы проводилась на факультете биоинженерии Университета Вашингтона (University of Washington) в Сиэтле, США. Предметом исследования служили нативные одиночные толстые нити, приготовленные из запирателъной мышцы (Anterior Byssus Retractor Muscle) живых голубых мидий Mytilus, a также одиночные изолированные миофибриллы скелетной мышцы кролика (Psoas muscle) Протоколы приготовления препаратов и используемых растворов частично заимствованы из ранних работ (Sellers, 1991; Yang etal, 1998, Liu etal, 2003) и изложены детально в наших работах (Nagornyak et al, 2003,2004) и материалах диссертации.

Рис. 1 Схе ма экспериментальной установки

Экспериментальное оборудование.

Измерительное оборудование было сконструировано на базе микроскопной системы Zeiss Axiovert 135 TV (Рис 1) Установка содержала оптическую часть, включающую ЮСх

масляную иммерсионную объективную линзу и встроенные линзы,

измерительную часть

1100-пикселовую фотодиодную матрицу (RL1024K, EG&G lue,

Reucon, CA), осциллограф, нано датчики силы и референсный рычаг,

устройства управления экспериментом

пьезоэлектрические микроманипуляторы, один из которых подключен к пьезомотору, управляемому компьютером В экспериментальную камеру на референсный жесткий рычаг помещалась капля раствора, содержащего миозиновые нити. По прошествии 5 минут излишки нитей вымывались из камеры с помощью буферного раствора перпендикулярно направлению рычага, что

обеспечивало ортогональность

прикрепления толстой нити. Затем с помощью микроманипулятора 2 фош1рафи1 шятЛ шти, прикрепленной между

достигалось прикрепление второго референснымрычагом и гибким нанодатчиком

конца нити к гибкому датчику силы, подложка которого соединялась с мотором (Рис 2, слева)

Референсный жесткий рычаг и гибкие нанодатчики силы были изготовлены методом литографии на кремнии (Fauveг etal, 1996) Их положение сканировалось с помощью фотодиодной матрицы (Рис. 2, справа) Зная жесткость рычагов датчика силы, можно по их отклонению рассчитать напряжение, возникающее в белке при его деформации. Используя стандартные градуировочные системы, было найдено калибровочное увеличение, равное 99.7 нм/пиксел Скорость непрерывного сканирования образца составляла 50 кГц, что обеспечивало временное разрешение 22 мс/скан при длине сканирования 1100 пиксел В экспериментах использовались толстые нити длиной 17,7 ± 6,5 мкм и задавались деформации от начальной длины нитей

Для изучения изолированных одиночных миофибрилл (Рис. 3, сверху) использовалось оборудование, подобное описанному выше. Внутри экспериментальной камеры с помощью гидравлических манипуляторов (Naгishige) один конец миофибриллы прикреплялся (привязывался) к неподвижной стеклянной иголке, а второй - к иголке, движение которой задавалось пьезомотором, что обеспечивало деформации удлинения/укорочения. Изображение миофибриллы проецировалось на 1024-элементную фотодиодную матрицу (калибровочный

множитель равен 8.17 пиксел/мкм), в результате сканирования которой получались трассы интенсивности вдоль миофибриллы (Рис. 3, внизу) А-зонам соответствовали положительные (по интенсивности) сигналы, 1-зонам - отрицательные.

Протокол эксперимента.

Механические испытания одиночных

миозиновых нитей мидий. В ходе эксперимента

использовались линейные деформации в форме

трапеции, содержащие: 15с фиксация нити на

исходной длине, 12с растяжение, 15с остановка

на новой длине, 12с отпускание (возврат в

начальное положение) и 15с фиксация вновь на

исходной длине. На Рис. 4 показана трасса

изменения длины толстой нити в ходе

деформации, содержащая характерные участки Рис. 4 Трасса изменения длинымиозиновой

нити при ее удлинении/укорочении.

релаксации непосредственно после фаз

растяжения и отпускания. Скорость деформации составляла 0,01 - 0,40 мкм/с. Эксперименты проводились при комнатной температуре в релаксирующем растворе, активирующем, или же

2.-ЛПННЯ Л- юна

"\|П А Я Л А ,

ИV'(1 I

положение на фотоднолнои лннсчкс

Рис. 3 Миофибрилла (сверху)

и ее изображение, полученное

"Ри одиночном сканировании фото тинейки (внизу)

время (с)

активирующем с двойной концентрацией АТФ. В обшей сложности было проанализировано 117 трасс, полученных при деформации 12 толстых нитей.

Механические испытания одиночных миофибрилл поясничных мышц кролика. Эксперименты проводились в релаксируюшем (рСа3* 8.0) и активирующем (рСаг* 4.0) растворах при комнатной температуре. Протокол удлинения/укорочения проводился при различных начальных длинах сарком ера: 1,8-3,3 мкм для пассивного волокна и 1,6-3,0 мкм для активированного. Скорость линейной деформации составляла 2-14 нм/сек/саркомер. В исследовании < использовались трапецеидальные деформации, содержащие: 2с фиксация миофибриллы на исходной длине, 13с удлинение (или укорочение), 2с остановка на новой длине, 13с укорочение (или удлинение) и 2с фиксация на исходной длине. Всего было проанализировано 412 саркомеров из 63 пассивных миофибрилл и 34 саркомера из 11 активированных миофибрилл.

Вычисление изменения длины образцов при ихдеформации.

Был использован алгоритм, который оперирует повторяющимися изображениями пиков интенсивности и оценивает движение пиков во времени с высокой точностью. Для расчета длины саркомера (или нити) • определялось смещение предыдущего во времени изображения А-зоны (или рычага нанодатчика), необходимое для наилучшего соответствия между изображением выбранной А-зоны (или рычага) на текущем и предыдущем кадрах. Аналитический подход осуществляется через нахождение оптимального положения изображения относительно первой производной от предыдущего во времени

изображения —^ ^ ^ (Sokolov etal., 2003). Оптимальное сопоставление достигается при

минимальности интегрированного поточечного произведения этих функций, то есть выполняется:

где у(х) сигнал, состоящий из чистого сиг н^ол^шхрю сфр лиственная координата i-ой точки сигнала; М- количество точек на изображении; S(x, -X)- сигнал с предыдущего кадра, смещенный на величину X. Использованный подход вычисления текущей длины образца обеспечил повышение соотношения сигнал/шум в 3-5 раз по сравнению с использовавшимся ранее алгоритмом центра масс (Yang et al.,1998).

Вычисление шириныА-зоны.

Ширина А-зоны вычислялась 2 способами — вручную (пороговый метод) и при помощи специально разработанной программы, в которой был реализован принцип наименьшего среднего риска, описанный выше. Оценка ширины А-зоны производилась по двумерным изображениям миофибриллы, полученным с помощью видеокамеры. При

«ручном» анализе данных бралось изображение от миофибриллы при фиксированной длине, и считалась ширина пика сигнала от Л-зоны на половине его высоты.

Альтернативный метод позволил оценить ширину А-зоны в динамике при задании миофибрилле линейных деформаций. Для этого в каждом текущем кадре изображение А-зоны сжималось или растягивалось по горизонтали с целью поиска максимума отношения функций правдоподобия с изображением данной А-зоны на предыдущем кадре. Коэффициент трансформации А-зоны служил мерой относительного изменения ее ширины. Для каждого отдельного расчета ширины А-зоны брался не один профиль интенсивности полосатой картины миофибриллы, а три, после чего по ним проводилось усреднение.

Метод наилучшего приближения. Методический подход заключался в визуальном отыскании пауз (Blyakhman etal., 2001; Yang etal., 1998), содержащих как минимум 5 точек, для которых линии наилучшего приближения, построенные по методу наименьших квадратов, были параллельны горизонтальной оси (Рис.5). В качестве эталонной горизонтальной линии использовалась прямая, построенная в средней точке между маркерами, определяющими начало и конец паузы. Размер ступени вычислялся как расстояние по вертикали между помощи линии наилучшего соответствия двумя соседними паузами.

Автоматическое распознавание ступеней на трассах. Как альтернативный метод обработки данных был разработан новый алгоритм, позволяющий автоматически отыскивать паузы на трассах. При этом задавался размер паузы в виде минимального количества включенных в нее точек (не меньше 5). Паузой считалась часть трассы, наклон которой к общему наклону участка возрастания/убывания длины был не больше задаваемой величины, как правило, 1:3 по абсолютной величине. Сканируя трассу и отыскивая все участки, имеющие подходящие наклон и размеры, определялись все паузы на данной трассе. После этого рассчитывались размеры ступеней - расстояния между средними точками на соседних паузах.

Определение размера ступеней.

Рис 5 Определение размера ступени при

ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ДЛИНЫ ОДИНОЧНОМ МИОЗИНОВОИ НИТИ

Рис 6 Зависимость напряжения миозиновой нити от ее длины в процессе деформации удтинения/укорочения.

Рис. 2) На

Рис. 6 показаны типичные зависимости «напряжение-длина» для одной нити миозина Стрелками отмечено направление деформации, а оттенками серого - разные циклы Установлено, что увеличение длины нити на 2,4 *± 1,9 мкм (в среднем 13%) сопровождалось ростом неприведенного напряжения в ней на 117,2 ± 93,6 пН Коэффициент жесткости миозиновой нити возрастал с увеличением скорости ее деформации и ростом начальной длины по закону, близкому к линейному Кроме того, на Рис 4 и Рис. 6 видно, что после этапов удлинения/укорочения нити имеет место медленное изменение длины образца в направлении заданной перед

Задача работы на первом этапе заключалась в выяснении способности толстой нити изменять свою длину в физиологическом диапазоне нагрузок. Для этого нить линейно растягивали и возвращали к исходной длине по стандартному протоколу (см. Методы) Длина нити определялась как расстояние между референсным рычагом и рычагом датчика силы; неприведенное механическое напряжение, возникающее при деформации нити, рассчитывалось как расстояние между двумя рычагами датчика, умноженное на жесткость рычагов (см

вре\ы (

Рис. 7 Участок ре чаксации длины нити с отмеченными

ступенями.

этим деформации. Таким образом, миозиновая нить может рассматриваться как вязкоупругое тело

Особенности изменения длины миозиновой нити при ее удлинении и укорочении. Динамика длины миозиновой нити оценивалась только в периоды релаксации образца после нанесенной деформации. Сделано это было исходя из того, что в данные промежутки времени исключалось возможное влияния мотора на процесс изменения длины. На Рис. 7 показан типичный фрагмент трассы изменения длины нити после деформации растяжения. Хорошо видно, что длина меняется ступенчатым образом.

Ступени, определенные в направлении удлинения миозиновой нити, были отображены на отдельной гистограмме (Рис. 8, тонкая огибающая линия), которая содержит 830

ступеней. Видно 5 пиков, средние значения для них равны 2,75 ± 0,04 нм, 5,42 ± 0,04 нм, 8,23 ± 0,05 нм, 10,74 ± 0,07 нм и 13,71 ± 0,12 нм и кратны - 2,7 нм. Темным фоном на Рис. 8

показаны все ступени (всего 435 ступеней), найденные при укорочении толстой нити. Гистограмма их распределения по размерам также имеет 5 пиков, средние значения пиков равны 2,74 ± 0,05 нм, 5,26 ± 0,05 нм, 8,12 ± 0,67 нм, 10,83 ± 0,08 нм и 13,41 ± 0,10 нм. Размер дискретизации ~ 2,7 нм.

Особенности изменения длины миозиновой нити в зависимости от экспериментального раствора. Рис. 9 демонстрирует сравнительный анализ распределений ступеней при удлинении-укорочении миозиновой нити, полученных при использовании различных экспериментальных растворов Гистограмма относится к

условиям нулевой концентрации ЛТФ и Са2* и содержит 110 ступеней из 23 трасс; #1-25 мкМ АТФ и 1.1 мМ Са2* (787 ступеней из 85 трасс); #2-50 мкМ ЛТФ и 1.1 мМ Са2* (4-91 ступень из 66 трасс). На гистограмме # О наблюдаются 5 пиков со значениями, кратными 2,7 нм (средние значения пиков 2,81 ± 0,11 нм, 5,31 ± 0,07 нм, 8,08 ± 0,12 нм, 10,76 ± 0,11 нм и 13,57 ± 0,12 нм). Гистограмма # 1 имеет 5 пиков, средние значения для них соответствуют 2,76 ± 0,04 нм, 5,35 ± 0,04 нм, 8,16 ± 0,05 нм, 10,77 ± 0,07 нм и 13,43 ± 0,09 нм, то есть пики располагаются примерно через 2,7 нм. В случае число пиков соответствует 5, причем они равноотстоят друг от друга на расстоянии 2,7 нм и имеют средние значения 2,71 ± 0,05 нм, 5,36 ± 0,04 нм, 8,26 ± 0,07 нм, 10,78 +- 0,06 нм и 13,32 ± 0,09 нм:

Таким образом, изменение длины одиночной толстой нити запирательной мышцы голубых мидий при удлинении-укорочении носит ступенчатый характер. Как для случая удлинения, так и укорочения размер ступени равен 2,7 нм и/или кратен этой величине и не зависит от скорости изменения длины. Минимальный размер ступеней и величина дискрета их распределения не зависят от концентрации АТФ и

ОС ¿0 4.0 Г 0 «О ¡00 ¡2.0 ¡40

размер ступснц (им)

Рис 8. Гистограммыраспределения размеров ступеней приудлинении и укорочениитолстойнити

рямер ступени (им)

Рис 9. Гистограммыраспределенияразмеров шагов, полученных вразличных экспериментальныхрастворах.

ИЗМЕНЕНИЕ ШИРИНЫ А-ЗОНЫ ПРИ ДЕФОРМАЦИИ НЕАКТИВИРОВАННОЙ

МИОФИБРИЛЛЫ

прогрзчмия I

ручной<

На Рис. 10 показан в качестве примера фрагмент

миофибриллы скелетной мышцы кролика при двух

фиксированных длинах саркомера (1.6 мкм — 1 и 3, 1.8

мкм для 2). Можно заметить, что ширина А-зоны в

растянутом саркомере больше, чем при исходной длине

(снимки 1 и 3). Для численной оценки ширины Л-зоны

Рис 10 Изображение

измерения проводились в статическом режиме с

г г г миофибриллы до ее деформации

использованием порогового метода (см. Методы), и в (1). при растяжении (2) и после динамическом режиме путем автоматической обработки (3)

данных при деформации миофибриллы. В последнем случае пары данных «длина саркомера

- соответствующая ей ширина А-зоны» были отсортированы по длине саркомера и после усреднения представлены в виде зависимости (Рис. 11). Связь, найденная при помощи программы, демонстрирует рост ширины А-зоны при растяжении саркомера (коэффициент корреляции 0.73) Кривая, полученная при использовании порогового метода («ручной анализ»), также имеет прямую зависимость ширины А-зоны от степени растяжения саркомера (коэффициент корреляции 0.88; представлены усредненные значения). При изменении длины саркомера на (20±2)% ширина А-зоны изменялась на (9+-2)% при программном анализе или же на (8±2)% при «ручном» анализе.

Таким образом, при линейных трапецеидальных деформациях неактивированных миофибрилл скелетной мышцы кролика ширина А-зоны прямо пропорционально зависит от длины саркомера. Данный результат не зависит от способа обработки данных.

ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ДЛИНЫ ОДИНОЧНОГО НЕАКТИВИРОВАННОГО САРКОМЕРА

Особенности ихченения длины одиночного саркомера при его удлинении и укорочении. Пример трассы изменения длины саркомера показан на Рис. 12. Можно видеть, что определенные участки трассы содержат ступени. В результате визуально-компьютерного анализа были получены гистограммы распределения ступеней, найденных при удлинении (Рис. 13, черная линия; 309 ступеней) и укорочении саркомеров (Рис. 13 , светлая линия; 320

Д7иде еаряоме/ад (чьи)

Рис 11 Зависи иость ширины А- зоны от длины саркомера при его линейных деформациях

время (с)

Рис. 12. Трасса изменения длины пассивного сарко игра;увеличенучасток с отмеченными тузами.

Рис 13 Гистограммы распределения размеров ступеней приудлинении и

укорочении саркомеров.

Рис 14. Гистограммы распределения размеров ступеней в зависимости от начальной длины саркомера.

ступеней). Гистограммы построены для саркомеров с начальными длинами 1,8 - 2,4 мкм. Распределение ступеней удлинения представляет собой два пика, средние значения которых составляют 2,52 ± 0,02 нм и 5,0 ± 0.05 нм. Распределение ступеней укорочения также имеет два пика, отстоящих друг от друга на расстоянии ~ 2,5 нм (их средние значения 2,49 ± 0.06 нм и 4,82 ± 0,12 нм)

Особенности изменения длины

саркомера в зависимости от его начальной

длины. Эксперименты проводились при разных

начальных длинах саркомеров и двух скоростях

деформации (- 2 и 9 нм/сек/саркомер). На Рис.

14 приведена таблица диапазонов начальных

длин саркомеров и соответствующие им

гистограммы распределения ступеней на

трассах изменения длины при низкой скорости.

Гистограмма # 1 содержит 604 ступени из 109

трасс, 2 ее пика имеют максимумы 2,5 нм и 5,0

нм. На гистограмме # 2 отображено 518 ступеней из 101 трассы, 2 пика с максимумами

, 2-4 „ ,4-8 Гистограмма # включает 603 ступени из 109 трасс; 2 ее пика имеют максимальные значения 2,2 нм и 4,3 нм. Гистограмма содержит 544 ступени,

найденные на 102 трассах; максимумы ее пиков, равны 2,1 нм и 4,1 нм. Аналогичный результат был получен для саркомеров, скорость деформации которых была в четыре раза больше (~ 9 нм/сек/саркомер).

Особенности изменения длины саркомера в зависимости от его текущей длины. При сортировке найденных ступеней в зависимости от текущей длины' саркомера полученыг гистограммы для групп длин саркомера: (1) 1,8 -

2,3 мкм; (2) 2,3 - 2,7 мкм; (3) 2,7 - 3,0 мкм и (4)

3,0 - 3,3 мкм (Рис. 15). Гистограмма # 1, содержит 713 ступеней из 108 трасс, имеет 2 пика,

средние значения для них равны 2,49 ± 0,05 нм и 4,93 ± 0,07. Гистограмма # 2,

включающая 1254 ступени из 189 трасс, содержит 2 пика со средними значениями 2,43 ± 0,04

и 4,81 ± 0,06 км. На гистограмме # 3 отображено 1098 ступеней, определенных на 216 трассах изменения длины сарком ера,* два ее пика имеют средние значения 2,14 ± 0,03 нм и 4,34 ± 0,06 нм. 942 ступени на гистограмме # 4 образуют 2 пика, средние значения которых равны 2,04 ± 0,02 нм и 4,02 ± 0,03 нм. Дискретность пиков хорошо сохраняется для каждой. гистограммы, но происходит уменьшение размера ступени с ростом длины

ряхнср ступени (

Рис 15. Гистограммы распределения размеров ступеней в зависимости от текущей длины саркомера.

саркомера, при которой она обнаружена.

Таким образом, изменение длины одиночного неактивированного саркомера скелетной мышцы носит ступенчатый характер Размер ступени не зависит от направленности и скорости деформации, но зависит от начальной и текущей длин саркомера при увеличении длины саркомера происходит уменьшение размера ступени.

КОНТРОЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ

Динамика изменения длины толстой нити. В качестве основных источников

ошибок можно рассматривать фотодиодную линейку, .1 ,5.> мотор, шум, субъективизм исследователя, системный

артефакт. Чтобы оценить влияние дискретности фотодиодной матрицы, а также шумов различной природы на результат измерения размера ступени, было увеличено изображение образца в 1,6 раза. На Рис. 16 показана гистограмма распределения ступеней (205 ступеней из 37 трасс), обнаруженных после замены "" объектива. Видно, что размер ступени при изменении увеличения системы не изменился - минимальный размер составил 2,7 нм, а все остальные пики находятся в области 5,4 нм, 8,1 нм и 10,8 нм.

ример степени (я>у

распределения размеров ступеней при увеличении разрешения системы на 60%.

Уже упоминалось, что с целью исключения возможного артефакта от мотора анализ динамики длины толстых нитей проводился только после деформаций, задаваемых мотором. Дополнительно к этому мы определяли расстояние между двумя рычагами нанодатчика (см. Рис. 2), которое также характеризует динамику длины нити. Данный контроль позволил исключить какое-либо влияние мотора на характер изменения длины миозиновой нити, поскольку оба рычага датчика находились на одной платформе мотора.

Для проверки влияния шума на трассах изменения длины нити на результат анализа

был использован фильтр, который отсекал все ступени с разбросом точек в паузах больше 3

им. Как правило, после фильтрации ступеней гистограммы содержали на 50% меньше точек,

однако значения всех пиков оставались без

изменения. Кроме того, влияние мнения

исследователя на определение положения и *

размера ступеней на трассах изменения длины £

нити было проверено путем использования § программы автоматического поиска ступеней. £

При этом пики становились более широкими, но §

их характерные средние значения не изменились.

Систематический артефакт в виде влияния комплекса всех возможных источников ошибок рцс. 17 Гистограмма распределения

был исключен на основании результатов размеров дискретов, найденных при

удлинении/укорочении паутины

экспериментов по деформации немышечного

объекта (паутины). На Рис. 17 приведена гистограмма распределения ступеней, полученная при анализе 17 трасс изменения длины нити паутины. В общей сложности 119 ступеней образовали 8 пиков с максимумами кратными 7 нм, а не 2,7 нм как при деформации миозиновой нити. Для точности нахождения положения пиков было применено приближение распределением Гаусса (пунктирная линия).

Изменение ширины А-зоны при деформации неактивированной миофибриллы.

Ранее было отмечено, что ширина

pflj'./op ступени 1нм)

— - ' II М7 ■ ..

i и

-g ¡'О I

J-3UR ' сярхомгрш

О JO 100 ISO 200 2*11 ЧЮ vn 400

номер* кадров

Рис.18 Динамика длины саркомера и ширины его А-зоны при ступенчатой и трапецеидальной деформации.

" I

А-зоны определялась двумя различными методами: пороговым (для статических изображений саркомеров) и методом максимального правдоподобия (в динамике). Оба подхода продемонстрировали хорошее совпадение результатов (см. Рис. 11). Кроме того, дополнительная

проверка была выполнена путем изменения протокола

эксперимента, когда

заменялись ступенчатыми. Рис. 18-

трапецеидальные деформации миофибриллы иллюстрирует наличие динамики ширины А-зоны при двух видах деформаций. Кроме того, важным, на наш взгляд, контролем являлось мнение стороннего наблюдателя, которому было предложено оценить размеры статического изображения А-зоны до и после деформации саркомера (см. Рис. 10). Четыре непосвященных в данную проблему «эксперта»

констатировали вариацию ширины А-зоны при разных длинах сарком ера.

Особенности изменения длины одиночного неактивированного саркомера. Основной контроль заключался в смене экспериментальных условий -релаксирующий раствор (рСа2* 8.0) был заменен активирующим (рСаг* 4.0). В ходе анализа трасс линейного удлинения активированных саркомеров, начальная длина которых была выбрана в диапазоне 2,7-3,0 мкм, на гистограмму было нанесено 603 точки (Рис. 19; серая тонкая линия).- Видно, что распределение представляет собой 2 пика с максимальными значениями 2,7 нм и 5,4 нм. На этом же рисунке для сравнения приведена аналогичная

гистограмма для неактивированных саркомеров при и 1м е м тм Олшы активированного и такой же длине. Кроме того, подробный анализ пассивного саркомеров (8Ь-2.7-3.0мкм). данных показал, что размер ступеней в случае активированных саркомеров не зависит от их начальной длины. Данный факт установлен впервые.

Дополнительно к основному контролю были применены тесты с фильтрацией шумов и автоматическим поиском ступеней на трассах изменения длины саркомеров. Данные эксперименты не оказали существенного влияния на результат распределения основных пиков на гистограммах.

Таким образом, все без исключения контрольные эксперименты настоящего исследования свидетельствуют об отсутствии возможного методического артефакта.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Особенности изменения длины миозиновой нити

Результаты, полученные при механических испытаниях одиночной миозиновой нити, показали принципиальную возможность изменения длины толстой нити залирательной мышцы моллюска в диапазоне физиологических нагрузок. Увеличение скорости деформации, также как и степени растяжения, сопровождалось линейным ростом жесткости нити. Полученные результаты хорошо согласуются с уже известными данными об изменении длины толстой нити запиратсльных мышц мидий (Neumann etal., 1998).

Детальный анализ динамики длины толстой нити продемонстрировал отсутствие гладкости процессов удлинения и укорочения препаратов. Трассы изменения длины нитей имели ступенчатообразную форму, часто с высокой регулярностью чередования периодов движения и остановок. Размер ступеней не является случайной величиной, он оказался равен или - кратен 2,7 нм и не зависел от направленности изменения длины толстой нити (см. Рис. 8). Следовательно, дискретный характер изменения длины одиночной миозиновой нити в процессе удлинения и укорочения имеет одинаковую природу. Ступени наблюдались

90 20 4 0 60 90 10«

pajuep ступени (пч)

Рис. 19. Сравнение гистограмм распределения размеров ступеней

как в активирующем растворе, так и в отсутствии ЛТФ и ионов кальция. В том и другом случае характерные размеры ступеней были одинаковыми, хотя можно было заметить некоторое перераспределение наиболее вероятных величин ступеней.

Полученный результат является принципиально новым, этим можно объяснить наше стремление и усилия, направленные на поиск потенциально возможных источников методического артефакта Из большого числа выполненных в работе контрольных тестов (см. главу), особое внимание заслуживают эксперименты с увеличением оптического разрешения системы и заменой миозиновой нити на сходный по размерам объект немышечной природы. Фактически, эти контроли можно рассматривать как тесты на систематический артефакт используемых методов Действительно, повышение увеличения образца в 1.6 раза привело к пропорциональному росту пикселей на фотодиодной линейке на единицу длины нити и, следовательно, к изменению уровня шумов от различных источников, например, осветителя, мотора и т п. Можно было ожидать, что размер ступеней изменится пропорционально увеличению изображения нити, однако результаты измерений показали совпадение размеров ступеней для двух уровней оптического увеличения миозиновой нити - минимальный размер ступени составил 2,7 нм (см. Рис. 16)

Замена объекта исследования также предполагала проверку основных источников ошибок использованных методов и аналитических процедур. Пить паутины была выбрана не случайно, поскольку известно, что она представляет собой фибриллярный белок, волокна которого имеют в основном периодичность Р - структуры (Prince etal, 1995) Для паутиновой нити был также обнаружен дискретный характер изменения ее длины, но ступени оказались кратны 7.0 нм, а не 2,7 нм (см. Рис. 17). Полученный результат хорошо согласуется с данными других авторов, которые с помощью метода молекулярной силовой спектроскопии продемонстрировали - возможность паутины раскручиваться ступенчатым образом с шагом в 14 и 28 нм (Oroudjev etal., 2002), то есть кратным 7 нм. Таким образом, совокупность контрольных экспериментов подтверждает факт существования ступенчатого изменения длины одиночной толстой нити.

Возможные механизмы, потенциально объясняющие дискретное изменение длины нити миозина, могут быть связаны с изменением структуры на любом уровне организации * сократительного белка. Как известно, молекула миозина на большом протяжении (-150 нм) имеет конформацию а- спирали. Если считать, что при деформации растяжения изменение происходит в а-спирали в виде дополнительного закручивания с уменьшением радиуса, то в

результате смещение каждого 4-го остатка по вертикали составит — 0,26 А или 0.6 А (в зависимости от направления вновь образовавшихся водородных связей). Тогда для шага в динамике миозина размером 2,7 нм необходимо, чтобы единовременно произошло закручивание участка спирали со 100 или 45 остатками. Энергия, необходимая для разрыва одного витка спирали, соответствует температуре 1300 К.

Другая модель рождения возмущения на уровне а-спирали была предложена

Давыдовым (Давыдов, 1979; 1986; 1988), который предположил, что вследствие правильной периодичности расположения пептидных групп в молекуле миозина, валентные колебания С=О приобретают коллективный характер, энергия для возбуждения которых заимствуется при гидролизе молекулы АТФ. В результате возбуждения расстояние между пептидными группами уменьшается, что приводит к локальному изгибу а- спирали. Другой возможный механизм распространения возмущения затронут в работе (Браун с соавт., 1982), где описывается явление краевых дислокаций. При распространении «дефекта» по спирали белка одновременно происходят разрыв и перестройка одной водородной связи, что напоминает скольжение волны по спирали.

На уровне миозиновой молекулы, представляющей собой суперспиральную спираль с

периодом идентичности изменение длины толстой нити гипотетически может

происходить за счет локального скольжения одной вдоль другой. Такое

скольжение может порождаться, например, коллективными колебаниями образованных дипольных моментов. Если предположить простой локальный параллельный сдвиг одной а спирали относительно другой с образованием новых связей, идентичных только что

разрушенным, то размер локального перескока составит шаг спирали - 5,4- А. Энергия разрыва определяется, вероятнее всего, ван-дер-ваальсовыми силами, возникающими между скрученными а-спиралями. Если считать, что в этот процесс вовлечено 45 аминокислотных остатков, необходимых по расчетам для возможного возникновения ступени размером 2,7 им, то такой разрыв может произойти при флуктуадиях, соответствующих температуре 78 К.

На уровне миозиновой нити изменение ее длины может быть объяснено специфичностью упаковки в ней миозиновых молекул. Так, в работе (Самосудова др., 1975) было предположено скольжение полярно ориентированных стержневых частей молекул миозина к центру протофибриллы, что подтверждалось на поперечных срезах увеличением диаметра и числа субъединиц в каждой толстой протофибрилле (Самосудова и Франк, 1971).

В трудах (Pollack, 2001; Pollack, 1990) автор предполагает, что смещение миозиновых молекул в стволе толстой нити будет происходить дискретно вследствие периодичности зарядов миозиновой молекулы (McLachnan ct al., 1982). Скольжение одной молекулы вдоль другой в стержне прекращается, когда встречаются противоположные заряды. Такое смещение на 4,1 нм наблюдается только в одной из трех миозиновых молекул, но в обеих половинках саркомера. Следовательно, за один цикл укорочение целого саркомера составит 4,1*1,3*2-2,7 нм. По мнению автора вышеизложенной гипотезы (Pollack, 1990), такое скольжение связано с плавлением зоны шарнира миозиновой молекулы (Walker ctal, 1985).

Смещение миозиновых молекул в толстой нити может быть также связано - с переходами типа правая а-спираль - левая спираль, которые были обнаружены при изменении распределения зарядов в первичных структурах тяжелых цепей миозинов (Пирцхалава и др., 1991), а также благодаря способности легкого меромиозина

раскручиваться в 2 этапа (Zhou etal, 1998)

Рассматривая вероятные источники возникновения дискретного изменения длины толстой нити на всех вогиожных уровнях, можно заключить, что ни один ич предложенных механизмов не способен полностью описать этот результат. Гипотеза о дополнительной спирализации а-спирали имеет недостаток в виде энергетически больших затрат для совершения этого процесса. Однако эта модель способна описать наблюдаемое при растяжении саркомера уменьшение поперечного сечения А-зоны, где находятся миозиновые нити. Гипотеза, основанная на смещении а-спиралей относительно друг друга, не объясняет обратимости процесса и изменения толщины А-зоны Наиболее вероятной можно считать идею о скольжении миозиновыхмолекул, однако электростатические силы, которые должны отвечать за события торможения относительного скольжения при встрече противоположных зарядов, могут оказаться достаточно слабыми. Можно предположить, что понимание реального механизма дискретного изменения длины миозиновой нити следует искать в синтезе предложенных на сегодняшний день идей.

Особенности изменения шириныА-зоныпри деформации пассивного саркомера.

Исходя из того, что одиночная толстая нить способна изменять свою длину, было резонно исследовать механическое поведение нитей в составе А-зоны при деформациях саркомера. Для этого мы измеряли ширину А-зоны при растяжении и укорочении пассивного саркомера. В работе был использован новый алгоритм для определения ширины А-зоны в динамическом режиме. Метод расчета основан на нахождении оптимального положения изображения выбранной А-зоны относительно первой производной от предыдущего во времени изображения с шагом 45 мс. Дифференциальное приближение обеспечило более высокую разрешающую способность по сравнению с использованием простого порогового метода и метода центра масс.

Установлено, что при растяжении саркомера на 20% происходит рост ширины А-зоны в среднем на 9.0 ± 2.1%. Данный результат был получен с помощью нового алгоритма для различных видов деформации - как трапецеидальной, так и ступенчатой формы (см. Рис. 18). В качестве контрольных тестов были использованы оценки ширины А-зоны визуально, путем учета мнения сторонних наблюдателей, а также использования порогового метода. С его помощью получено, что при 20% удлинении саркомера ширина А-зоны увеличивается в среднем на 8.6 ± 2.4%. Сравнение результатов измерений двумя методами показало их хорошее совпадение (см. Рис. 11).

Возможность изменения ширины А-зоны в процессе активации саркомера была отмечена в исследованиях на мышцах моллюсков (Dewey etal.. 1977), летательной мышце пчелы (Pollack etal., 1988), скелетной мышце лягушки (Самосудова и Франк, 1971; Galey, 1964). Представленные в данной работе результаты, свидетельствующие об изменении ширины А-зоны в неактивированном образце при его линейных деформациях, получены впервые. Суть этого явления, вероятно, определяется перечисленными в предыдущем

разделе механизмами, объясняющими изменение длины толстой нити. Возможно также, что изменение ширины Л-зоны может происходить за счет расщепления концов толстых нитей на более тонкие (Самосудова и др., 1971).

Таким образом, результаты по изменению ширины А-зоны, полученные с использованием рахчичных видов деформаций неактивированных саркомеров и различных аналитических подходов обработки данных, свидетельствуют об ее непостоянности-наблюдаетсярост ширины А-зоны приувеличении длины саркомера

Динамика длины пассивного саркомера

Исходя из поставленной цели настоящей работы, мы исследовали динамику длины пассивного саркомера, подразумевая при этом наличие определенного влияния на этот процесс миозиновых нитей. Было установлено, во первых, что пассивный саркомер поясничной мышцы кролика изменяет длину ступенчато при линейных деформациях (см. Рис. 12) Во-вторых, при одинаковой начальной или текущей длине саркомера размер ступени не зависел от направления движения саркомера, будь то его удлинение или укорочение (см. Рис. 13). В-третьих, размер ступени обратно пропорционально зависел от начальной и текущей длины саркомера (см. Рис. 14, 15), что является наиболее интересным результатом.

Для проверки данного факта мы изменили условия эксперимента, активировав саркомер путем добавления в раствор АТФ и кальция. При этом было зафиксировано увеличение размера ступеней до 2.7 нм, с одной стороны, и отсутствие какой-либо связи между этим значением и длиной саркомера, с другой (Рис. 19). Здесь же следует добавить, что полученный результат был подтвержден с использованием дополнительных контрольных экспериментов. К их числу относятся тесты с использованием фильтрации шумов и автоматизированным вычислением размера ступеней, а также многие другие контроли, подробно изложенные ранее (Yang etal, 1998; Blyakhman et al, 1999,2001).

Отметим, что ступенчатый характер изменения длины одиночного пассивного саркомера отмечался и другими авторами (Yang et al., 1998; Blyakhman et al., 2001; Segerson, 2002), установившими размер ступеней в области 2,3 нм на саркомерах мышц позвоночных и беспозвоночных животных. Вместе с тем, существование связи между размером ступени в динамике длины пассивного саркомера и сто длиной нами показано впервые.

Принимая во внимание наши данные о ступенчатом изменении длины одиночной толстой нити и варьировании ширины А-зоны, нетрудно предположить, что миозиновая нить потенциально способна оказывать влияние на дискретное движение границ саркомера. Вместе с тем, следует объяснить: каким образом рожденные толстой нитью ступени в 2.7 нм трансформируются в ступени саркомера с меньшим значением, к тому же зависящим от его длины? Сделаем попытку ответить на поставленный вопрос, рассмотрев - следующую гипотетическую модель.

Саркомер представим как раствор полимеров (в нашем случае трехкомпонентный):

звенья миозиновых нитей, звенья актиновых нитей и сетка коннсктина. Будем рассматривать квазиравновесные состояния саркомера, различающиеся по числу совершенных миозином шагов Из разности длин саркомера в состояниях «один шаг»-«нет шага» и «два шага»-«один шаг» и баланса сил (при условии, что коэффициент жесткости коннсктина прямо пропорционален длине), получается оценка, говорящая о том, что при увеличении степени деформации саркомера происходит уменьшение шага на его границе Если же учесть, что не все миозиновые нити могут одновременно изменять свою длину в параллельной упаковке саркомера, то, составив подобные же соотношения для разности длин и баланса сил внутри саркомера, получается оценка, свидетельствующая о том, что шаг на границе саркомера меньше, чем размер ступени в динамике длины миозина.

Таким образом, предложенная простая механическая модель способна гипотетически связать между собой результаты о дискретном изменении - длины нитей миозина и пассивного саркомера в целом. Отметим, что рассмотренная модель не учитывает многие факторы, способные потенциально влиять на динамику длины саркомера. В частности, способность коннектина к конформационным переходам «спираль-клубок» в PEVK-регионе, иммуноглобулиновом и/или фибронектиновом доменах (Ericksoa, 1994; Labeit et al, 1995; Tskhovrebova et al., 1997; Rief et al, 1997) Кроме того, нельзя исключать возможную роль тропомиозина, который лежит вдоль коннектинового белка (Pollack. 2001; Riefet al, 1997)

В заключении обратим внимание на экспериментальные факты, согласно которым размер ступеней для динамики длины миозиновой нити и активированного саркомера совпадают по значению. Ступени в 2.7 нм для активированного саркомера были ранее установлены на различных объектах (Blyakhman etal, 1999, Yakovenko et al, 2002), поэтому они не показались нам неожиданными. Можно предположить, что генерируемые миозином ступени в виде дискрета изменения длины или в форме импульса передаются поперечными мостиками на актин. Полученная «информация» не искажается при распространении к границе саркомера вследствие идентичности характерных размеров генерируемого миозином дискрета (2.7 нм) и величины повтора между центрами актиновых мономеров (2.7 нм). Вероятно, в случае актин-миозинового взаимодействия происходит синхронизация размеров генерируемого возмущения и периодичности «среды» (актина), в которой это возмущение распространяется. Между тем, подобное заключение есть не более, чем очередная догадка на пути к пониманию необычайно сложной природы мышечного сокращения.

выводы

1. Разработанный комплекс методических подходов для проведения экспериментов на одиночных миозиновых нитях и одиночных миофибриллах обеспечил динамические исследования длины нитей и саркомеров, а также ширины А-зоны без внесения в результаты измерений значимого артефакта.

2. Одиночная миозиновая нить запирательной мышцы моллюска изменяет свою длину на 20-25% в диапазоне физиологических нагрузок.

3. При механических деформациях удлинения/укорочения динамика длины одиночной миозиновой нити запирательной мышцы. моллюска носит ступенчатый характер с размером ступеней в 2.7 нм или кратным этому значению.

4. Размер ступеней в динамике длины одиночной миозиновой нити запирательной мышцы моллюска не зависит от направления, и скорости деформации, а также концентраций АТФ и Са5\

5. Ширина А-зоны в пассивном саркомере скелетной мышцы кролика не есть постоянная величина, но ее значение прямо пропорционально зависит от длины саркомера. В среднем при удлинении саркомера на 20% ширина А-зоны возрастает на 9%.

6. Движение границ одиночного неактивированного саркомера скелетной мышцы кролика,в процессе его удлинения/укорочения<происходит ступенчатым образом с минимальным размером ступеней в диапазоне 2.0-2.5 нм. При одинаковой исходной или начальной длине саркомера размер ступеней не зависит от направления и скорости деформации.

7. Размер ступеней изменения длины неактивированного саркомера скелетной мышцы кролика зависит от начальной и текущей длины саркомера, причем, чем больше длина, тем меньше значение ступеней.

8. Динамика изменения длины активированного саркомера скелетной мышцы кролика не зависит от длины саркомера, но имеет ступенчато-подобный вид с характерным размером ступеней 2.7 нм или кратным этому значению.

Практические рекомендации

1. Отработанная методика эксперимента по изучению механических свойств изолированной, миозиновой нити может быть рекомендована для использования в исследованиях вязкоупругих свойств различных белковых структур.

2. Алгоритм, созданный для определения динамики ширины А-зоны, основанный на методе минимума среднего риска, предлагается к использованию для двухмерной оценки изменения линейных размеров белковых структур.

3. Программа по автоматическому определению размеров ступеней на трассах изменения длины миозиновой нити и саркомера может быть использована для оценки дискретных процессов в объектах биологической и неживой природы.

4. Полученные в настоящем исследовании результаты о дискретном характере изменения длины одиночной миозиновой нити и одиночного неактивированного саркомера в виде характерных значений и зависимостей должны быть учтены при моделировании процесса мышечного сокращения.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Нагорнях Е.М., Летфулова Л.Б., Студенок СИ. Исследование дискретного изменения длины одиночного саркомера. Сб. трудов Уральской конференции молодых ученых «Физика в биологии и медицине», Екатеринбург, 1999, с.22-23.

2. Нагорнях Е.М., Летфулова Л.Б., Студенок СИ. Изучение дискретной природы изменения длины одиночного саркомера. Сборник тезисов V Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых. Екатеринбург, 1999, с.403-404.

3. Соколов С.Ю., Бляхман ФА, Нагорнях Е.М., Яковенко О.В.,' Поллак Дж. Новый алгоритм для измерения ширины А-зоны в одиночном саркомере. Тез. Докл. Междисциплинарной конференции Новые биокибернетические и телемедицинские технологии 21 века, Петрозаводск, 2002, с. 35.

4. Нагорняк Е.М. Изучение динамики длины одиночной миозиновой нити. Матер. Междунар. Научн. Конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2004», Москва, 2004, с. 114-115.

5. Nagornyak E.M., Blyakhman FA., Pollack G.H. Step size in activated rabbit sarcomeres is independent of overlap of the filaments. Abstracts of 13b international conference on mechanics in medicine and biology, Taiwan, November 2003, p. 166.

6. Nagornyak E.M., Blyakhman FA, Pollack G.H. Dependence of step size on initial sarcomere length in single rabbit psoas myofibrils. Biophysical Journal. Abstracts from 47 Annual Meeting, San Antonio 2003, p. 560a

7. Nagornyak E., Blyakhman F., Pollack G. Step size in activated rabbit sarcomeres is independent of overlap. http://www.ncku.edu.twMCMMB/, 2003,11 pp.

8. Nagornyak E.M., Pollack G.H. A-band width changes in relaxed rabbit psoas myofibrils. Biophysical Journal. SuppL, 2004, 84 (1), p 556a.

9. Nagornyak E.M., Blyakhman F.A., Pollack G.H. Relation between step size and sarcomere length in relaxed and activated rabbit psoas myofibrils. Biophysical Journal. SuppL, 2004, 84 (1), p 556a.

10.Nagornyak. E.M., Pollack G.H. Stepwise dynamics of invertebrate thick filaments. Biophysical Journal. SuppL, 2004, 84 (1), p 404a.

11. Nagornyak E.M., Blyakhman F.A., Pollack G.H. Effect of sarcomere length on step size in relaxed rabbit psoas muscle. J Muse Research Cell MotU., 25, 2004, p. 37-43.

12. Nagornyak E.M.', Blyakhman F.A. and Pollack G.H. Stepwise length changes in single invertebrate thick filaments. Intern. Symp. "Biological Motility". Pushchino, 2004, p. 94.

13. Gerald H. Pollack, Felix A. Blyakhman, Xiumei Liu, Ekaterina Nagornyak. Sarcomere dynamics, stepwise shortening, and the nature of contraction. In book: "Mysteries on the sliding filament mechanism of muscle contraction**. Ed. Sugi, Kluwer, 2005 (в печати).

Исследование поддержано грантом Минобразования РФ At АОЗ-2.12-115

Подписано в печать 14.05.04. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 181.

Отпечатано в ИПЦ «Издательство УрГУ». г. Екатеринбург, ул. Тургенева, 4

V120 17

ч.

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Нагорняк, Екатерина Михайловна

ВВЕДЕНИЕ.

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Введение.

1.1. Изменение линейных размеров сократительных белков.

1.1.1. Миозин.

1.1.1.1. Структура миозиновой нити.

1.1.1.2. Экспериментальные данные по изменению длины миозина.

1.1.1.3. Возможные механизмы дискретного изменения длины миозина.

1.1.2. Актин.

1.1.2.1. Структура актина.

1.1.2.2. Экспериментальные данные об изменении длины актина.

1.1.2.3. Возможные механизмы дискретного изменения длины актина.

1.1.3. Коннектин.

1.1.3.1. Структура коннектина.

1.1.3.2. Экспериментальные данные об изменении длины коннектина.

1.1.3.3. Возможные механизмы дискретного изменения длины коннектина.

1.2. Дискретное изменение длины мышечной системы на различных уровнях ее организации. Экспериментальные данные.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние динамики длины миозиновой нити на движение границ неактивированного саркомера"

Актуальность проблемы.

Общепринято считать, что в процессе цикла укорочения-удлинения саркомера нити сократительных белков актина и миозина не изменяют свою длину, а лишь скользят друг относительно друга (Huxley et. al., 1954). Между тем, экспериментально установлено, что потенциальная возможность изменения длины существует для каждого мажорного белка саркомера. Так, способность актина претерпевать в ходе сокращения мышечного волокна конформационные изменения и укорачиваться была обнаружена в ряде исследований (Prochniewicz et.al., 1983; Wakabayashi, 1995). На основании экспериментов с изолированными актиновыми нитями с использованием метода оптической дифракции авторы заключили о возможности перехода типа «спираль-лента» в актине (Подлубная с соат., 1996). Последние данные механических испытаний одиночной актиновой нити показали возможность ее растяжения примерно на 2.5% (Liu et. al., 2002).

По аналогии с актином, нити миозина также способны изменять линейные размеры. На это обращали внимание много лет назад сотрудники лаборатории Г. Франка, которыми при активном укорочении саркомера было обнаружено уменьшение длины толстых нитей на 20-30% (Самосудова с соавт., 1962, 1975; Габелова с соавт., 1964). В недавних работах на изолированных миозиновых нитях было обнаружено, что их длина при деформации изменялась на 23 % для мышц голубых мидий и на 66% для мышц мечехвоста (Neumann et. al., 1998). Для синтетических миозиновых нитей скелетной мышцы в диапазоне физиологических нагрузок отмечено изменение длины филамента порядка 1-2% (Dunaway et. al., 2002).

Таким образом, способность нитей основных сократительных белков в той или иной мере изменять свою длину можно считать документально подтвержденным фактом. Вместе с тем, роль и значение этого феномена в обеспечении мышцей сократительной функции не ясна. Более того, складывается впечатление, что известные факты о непостоянстве длины контрактильных белков остаются вне поля зрения большинства исследователей, не говоря о том, что не принимаются в расчет при построении моделей мышечного сокращения. Несомненно, это тормозит развитие наших представлений о механизмах, лежащих в основе этого необычайно важного явления.

Цель работы: исследовать влияние характера изменения длины миозиновой нити на движение границ неактивированного саркомера.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи исследования:

1. отработать технологию эксперимента для изучения динамики длины одиночной миозиновой нити;

2. оценить упругие характеристики одиночной миозиновой нити;

4. исследовать влияние АТФ и Са на характеристики изменения длины одиночной толстой нити;

5. изучить поведение ширины А-зоны в неактивированном саркомере при различных деформациях;

9. выполнить контрольные эксперименты для выяснения источников возможных артефактов.

Научная новизна:

1. Реализована методическая возможность для измерения динамики длины одиночной миозиновой нити запирательной мышцы {Anterior Byssus Retractor Muscle) моллюска Mytilus, а также одиночного саркомера скелетной мышцы кролика (.Psoas muscle), в субнанометровом диапазоне на основе современных технических и аналитических решений.

2. Установлено, что изменение длины одиночного миозиновой нити в процессе ее линейного удлинения/укорочения носит ступенчатый характер. Размер ступеней для удлинения/укорочения миозиновой нити есть величина, кратная 2,7 нм, при этом минимальный размер ступени совпадает с величиной дискретизации и составляет 2,7 нм.

3. Продемонстрировано, что размер ступени для одиночного миозиновой нити не зависит от концентрации АТФ и Ca 2+.

5. Показано, что размер ступеней для неактивированного саркомера варьирует в диапазоне 2.0-2.5 нм и обратно пропорционально зависит от начальной и/или текущей длины саркомера.

6. Выявлено, что вне зависимости от скорости деформации пассивного саркомера размер ступени для удлинения и укорочения имеет равное значение при одинаковой длине саркомера.

Практическая значимость работы.

2. Разработанные в работе новые алгоритмы для измерения длины одиночной нити, ширины А-зоны и автоматического определения размеров ступеней на трассах изменения длины волокна могут быть использованы для экспериментов с любыми типами мышц.

Апробация работы и публикации.

Апробация работы была проведена на междисциплинарном семинаре по проблемам биологической и медицинской физики в Уральском государственном университете им. A.M. Горького; а также на заседании секции по биологической подвижности в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН.

Основные результаты исследования были представлены на 5 Международных и 4 Всероссийских конференциях и нашли отражение в 13 публикациях, 3 из которых — статьи в иностранных рецензируемых журналах.

Структура и объем диссетации.

Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Нагорняк, Екатерина Михайловна

VIII. выводы

2. Одиночная миозиновая нить запирательной мышцы моллюска изменят свою длину на 20-25% в диапазоне физиологических нагрузок.

3. При механических деформациях удлинения/укорочения динамика длины одиночной миозиновой нити запирательной мышцы моллюска носит ступенчатый характер с размером ступеней в 2.7 нм или кратным этому значению.

4. Размер ступеней в динамике длины одиночной миозиновой нити запирательной мышцы моллюска не зависит от направления и ч I скорости деформации, а также концентраций АТФ и Са .

5. Ширина А-зоны в неактивированном саркомере скелетной мышцы кролика не есть постоянная величина, но ее значение прямо пропорционально зависит от длины саркомера. В среднем при удлинении саркомера на 20% ширина А-зоны возрастает на 9%.

6. Движение границ одиночного неактивированного саркомера скелетной мышцы кролика в процессе его удлинения/укорочения происходит ступенчатым образом с минимальным размером ступеней в диапазоне 2.0-2.5 нм. При одинаковой исходной или начальной длине саркомера размер ступеней не зависит от направления и скорости деформации.

Динамика изменения длины активированного саркомера скелетной мышцы кролика не зависит от длины саркомера, но имеет ступенчато-подобный вид с характерным размером ступеней 2.7 нм или кратным этому значению.

IX. СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ мкм - микрометр; нм — нанометр; пН - пиконьютон; мМ - миллимоль; мкМ - микромоль.

БЛАГОДАРНОСТИ

Выражаю искреннюю признательность поименованным ниже сотрудникам лаборатории биологической и медицинской, где была < выполнена настоящая работа, а также сотрудникам, с которыми мне довелось работать в лаборатории профессора Поллака в университете Вашингтона (Сиэтл).

Бляхман Ф.А.

Колчанова С.Г.

Найдич A.M.

Соколов С.Ю.

Шкляр Т.Ф.

Дэп Дж.

ЛиШ.

Малуга Дж.

Поллак Дж.

Разиер Д.

Хау Ю.

Сердечно благодарю мою семью и близких за понимание и поддержку, оказанную при подготовке работы.

Исследование по теме диссертационной работы было поддержано грантом Министерства образования РФ № АОЗ-2.12-115.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Отработанная методика эксперимента по изучению механических свойств изолированной миозиновой нити может быть рекомендована для использования в исследованиях вязкоупругих свойств различных белковых структур.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата физико-математических наук, Нагорняк, Екатерина Михайловна, Пущино

1. Антонов В., Черныш А., Пасечник В., Вознесенский С., Козлова Е. Биофизика. Москва: Владос, 2000. 287 с.

2. Бершицкая О., Цатурян А. Актин-миозиновые искусственные подвижные системы in vitro// Биофизика. 1995. - 40(3). - с. 578-588.

3. Беспалова С., Толпыго К. Статистика цепочек актиновых глобул, растянутых водородными связями, и закон Хилла в квантово-механической теории мышечного сокращения// Биофизика. — 1996. 41 (1). — с. 22-33.

4. Биополимеры/ под ред. Иманиси Ю. Москва: Мир, 1988. 544 с.

5. Владимиров Ю., Рощупин Д., Потапенко А., Деев А. Биофизика. Москва: Медицина, 1983. 272 с.

6. Габелова Н., Алейникова К. Необычная перестройка поперечнополосатой структуры миофибрилл с укорочнием анизотропных дисков// Биофизика. 1964. - 155(5). - с. 1192-1193.

7. Горелик Г. Колебания и волны. Москва: Физматгиз, 1959. 572 с.

8. Давыдов А. Солитоны в биоэнергетике. Киев: Наукова думка, 1986. 160 с.

9. Давыдов А. Солитоны в молекулрных системах. Киев: Наукова думка, 1988. 304 с.

10. Дой М., Эдварде С. Динамическая теория полимеров. Москва: Мир, 1998.-440 с.

11. Лайтхилл Дж. Волны в жидкостях. Москва: Мир, 1981. 598 с.

12. Ленинджер А. Биохимия. Москва: Мир, 1976. 957 с.

13. Минц Р., Кононенко Е. Жидкие кристаллы в биологических системах. Биофизика. Москва: ВИНИТИ, 1982. 150 с.1

14. Поглазов Б., Левицкий Д. Миозин и биологическая подвижность. Москва: Наука. 1982. 160 с.

15. Подлубная 3., Шпагина М., Фрейдина Н., Удальцов С. Структурные изменения в нитях актина при связывании с фосфофруктокиназой (F-белком), обнаруженные с помощью метода оптической дифракции// Биофизика. 1996. - 41(1). - с. 73-77.1.t

16. V 18. Рощупкин Д., Фесенко Е., Новоселов В. Биофизика органов: учебноепособие. Москва: Наука, 2000. 255 с.

17. Рээбен В. Обобщенная модель упаковки молекул миозина в различные толстые нити. Сборник «Биофизика и биохимия мышечного сокращения» под ред. Франка. Москва: Наука, 1976. 292 с.

18. Самосудова Н., Людковская Р., Франк Г. Ультраструктура толстых нитей мышечных волокон лягушки в покое и при калиевой контрактуре// Биофизика. 1975. - 20(3). - с. 445-450.

19. Самосудова Н., Франк Г. Изменение ультраструктуры контрактильного аппарата поперечнополосатой мышцы при тоническом типе сокращения// Биофизика. 1971. -16(2). - с. 244-253.

20. Самосудова Н., Франк Г. О структурной перестройке попереной полосатости мышц при сокращении// Биофизика. 1962. - 7(4). - 409-416 с.

21. Франк Г.М. Некоторые вопросы физических и физико-химических основ мышечного сокращения// Известия академии наук СССР, серия биологическая.- 1965. с. 335-358.

22. Шульц Г., Ширмер Р. Принципы структурной организации белков. Москва: Мир, 1982. 354 с.

23. Adami R., Choquet D., Grazi E. Rhodamine phalloidin F-actin. Critical concentration versus tensile strength// Eur. J. Biochem. 1999. - № 263. - pp. 270-275.

24. Agarkova I., Ehler E., Lange S., Schoenauer R., Perriard J. M-band: a safeguard for sarcomere stability?// J. Muscle Rec. Cell Motil. 2003. - № 24 (2-3).-pp. 191-203.

25. Aoki Т., Saito K., Aoki Т., Yanagida T. Movement of single myosin filaments and myosin step size on an actin filament suspended in solution by a laser trap// Biophys. J. 1994. - № 66 (3 Pt 1). - pp. 769-777.

26. Arrizubieta M., Bandman E. The role of interhelical ionic interactions in myosin rod assembly// Biochem. Biophys. Res. Commun. 1998. - № 244(2). -pp. 588-93.

27. Baba S. Regular steps in bending cilia during the effective stroke// Nature. — 1979. -№282.-pp. 717-720.

28. Bartoo M., Linke W., Pollack, G. Basis of passive tension and stiffness in isolated rabbit myofibrils// Am. J. Physiol. 1997. - № 273. - C266-C276.

29. Bartoo, M., Temeyasu, Т., Burns, D., Pollack, G. and K. Trombitas. Stepwise shortening in single myofibrils// Biophys. J. 1988. - № 53. p. 370a.

30. Bennett P., Hodkin T., Hawkins C. Evidence that the tandem Ig domains near the end of the muscle thick filament form an inelastic part of the I-band titin// J. Struct. Biol. 1997. - № 120(1). -pp. 93-104.

31. Block S. One small step for myosin// Nature. 1995. - № 378. - pp. 132-133.

32. Blyakhman, F., Tourovskaya, A., and Pollack G. Quantal sarcomere-length changes in relaxed single myofibrils// Biophys. J— 2001.- №81. — pp. 10931100.

33. Blyakhman F., Shklyar T., Pollack G. Quantal length changes in single contracting sarcomeres// J. Muscle Res. Cell Motil. 1999. - № 20. - pp. 529538.

34. Bordas J., Svensson A., Rothery M., Lowy J., Diakun G., Boesecke P. Extensibility and symmetry of actin filaments in contracting muscles// Biophys. J. 1999. - № 77(6). - pp. 3197-207.

35. Castellani L., Cohen C. Rod phosphorylation favors folding in a catch muscle myosin// Proc. Natl. Acad. ScL USA 1987. - № 84(12). - pp. 4058-62.

36. Cooke, R. Actomyosin interaction in striated muscle// Physiol. Rev. — 1997. -№77.-pp. 671-697.

37. Delay M., Ishide N., Jakobson R., Pollack G., Tirosh R. Stepwise sarcomere shortening: analysis by high-speed cinemicrography// Science. 1981. - № 213.-pp. 1523-1525.

38. Derenyi I., Vicsek T. The kinesin walk: a dynamic model with elastically coupled heads// Proc. Natl. Acad. Sci USA. 1996. - № 93. - pp. 6775-6779.

39. Dewey M., Walcott B., Colflesh D., Terry H., Levine R. Changes in thick filament length in Limulus striated muscle// J. Cell Biol. 1977. - vol. 75(2). -pp. 366-380.

40. Diestler D., Schoen M., Cushman J. On the thermodynamics stability of confined thin films under shear// Science. 1993. - №262. - pp. 545-547.

41. Dunaway D., Fauver M., Pollack G. Direct measurement of single synthetic vertebrate thick filament elasticity using nanofabricated cantilevers// Biophys. J. 2002. - № 82(6). - pp. 3128-3133.

42. Dupuis D., Guilford W., Wu J., Warshaw D. Actin filament mechanics in the laser trap// J. Muscle Res. Cell Motil. 1997. -№ 18(1).-pp. 17-30.

43. Eakins F., AL-Khayat H., Kensler R., Morris E., Squire J. 3D structure of fish muscle myosin filaments// J. Struct. Biol. 2002. - № 137(1-2). - pp. 154-63.

44. Edman K., Curtin N. Synchronous oscillations of length and stiffness during loaded shortening of frog muscle fibres// J. Physiol. 2001. - № 534(2). - pp. 553-563.

45. Edman K., Flitney F. Laser diffraction studies of sarcomere dynamics during 'isometric' relaxation in isolated muscle fibers of the frogII J. Physiol. 1982. -№329.-pp. 1-20.0

46. Egelman E., Padron R. X-ray diffraction evidence that F-actin is a 100 A filament// Nature (Lond.). 1984. - № 307. - pp. 56-58.

47. Egelman E., Francis N., DeRosier D. F-actin is a helix with a random variable twist// Nature. 1982. - № 298(5870). - pp. 131-5.

48. Elliott G., Worthington C. Muscle contraction: viscous-like frictional forces and the impulsive model// Int. J. Biol. Macromol. 2001. - № 29(3). - pp. 213-8.

49. Elliott A., Bennett P. Structure of the thick filaments in molluscan adductor muscle// Soc. Gen. Physiol. Ser. 1982. - № 37. - pp. 11-28.

50. Erickson H. Reversible unfolding of fibronectin type III and immunoglobulin domains provides the structural basis for stretch and elasticity of titin and fibronectin//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -1994. № 91. -pp. 10114-10118.

51. Fauver M., Dunaway D., Lilienfeld D., Craighead and Pollack G. Microfabricated cantilevers for measurement of subcellular and molecular forces// IEEE Trans. Biomed. Eng. 1998. - № 45. - pp. 891-898.

52. Finer J., Simmons R., Spudich J. Single myosin molecule mechanics: piconewton forces and nanometer steps// Nature. 1994. - № 368. - pp. 113119.

53. Galey F. Local contraction patterns of striated muscle// J. Ultrastructural Res. -1964.-vol. 11(5).-pp. 385-396.

54. Gelles J., Schnapp B., Sheetz M. Tracking kinesin driven movements with nanometer-scale precision// Nature. - 1988. - № 331. - pp. 450-453.

55. Gilmour D., Robinson P. Contraction in glycerinated myofibrils of an insect (orthortera acrididae)// J. Cell Biol. 1964. - vol. 21(3). - pp. 385-396.

56. Gittes F.} Mickey B., Nettleton J., Howard J. Flexural rigidity of microtubules and actin filaments measured from thermal fluctuations in shape// J. Cell Biol. 1993. - № 120(4). - pp. 923-34.

57. Goldman Y. Measurement of sarcomere shortening in skinned fibers from frog muscle by white light diffraction// Biophys. J. 1987. - № 52. - pp. 57-68.

58. Granzier H., Mattiazzi A., Pollack GH. Sarcomere dynamics during isotonic velocity transients in single frog muscle fibers// Am. J. Physiol. 1990. - № 259 (2 Pt l).-pp. C266-78.

59. Granzier H., Mattiazzi M., Pollack G. Isotonic velocity transients and stepwise shortening in single frog fibrils// Am. J. Physiol. Cell. — 1990. № 48. - pp. 124-132.

60. Granzier H., Myers J., Pollack G. Stepwise shortening of muscle fibre segments// J. Muse. Res. Cell Motil. 1987. - № 8. - pp. 242-251.

61. Granzier HL, Pollack GH. Stepwise shortening in unstimulated frog skeletal muscle fibres// J. Physiol. 1985. - № 362. - pp. 173-88.

62. Guilford, W., Dupuis, D., Kennedy G., Wu J., Warshaw D. Smooth muscle and skeletal muscle myosins produce similar unitary forces and displacements in the laser trap// Biophys. J. 1997. - № 72(3). - pp. 1006-1021.

63. Harada Y., Sakurada K., Toshiaki A., Thomas D., Yanagida T. Mechanochemical coupling in actomyosin energy transduction studied by in vitro movement assay// J. Mol. Biol. 1990. - № 216. - pp. 49-68.

64. Head J., Houmeida A., Knight P., Clarke A., Trinick J., Leo Brady. Stability and folding rates of domains spanning the large A-band super-repeat of titin// Biophys. J. -2001. № 81. -pp. 1570-1579.

65. Higuchi H., Goldman Y. Sliding distance per ATP molecule hydrolyzed by myosin heads during isotonic shortening of skinned muscle fibers// Biophys. J. 1995 (a). - № 69(4). - pp. 1491-507.

66. Higuchi H., Yanagida T., Goldman Y. Compliance of thin filaments in skinned fibers of rabbit skeletal muscle// Biophys. J. 1995 (b). - № 69(3). -pp. 1000-10.

67. Higuchi H., Goldman Y. Sliding distance between actin and myosin filaments per ATP molecule hydrolysed in skinned muscle fibres// Nature. 1991. - № 352.-pp. 352-354.

68. Hoppe P., Waterston R. Hydrophobicity variations along the surface of the coiled-coil rod may mediate striated muscle myosin assembly in Caenorhabditis elegans//J. Cell Biol 1996. - № 135(2). - pp. 371-382.

69. Housmans P. Disscusion. Contractile mechanisms in muscle// Plenum Press, New York. 1984. - pp. 782-784.

70. Hua W., Young E., Gelles J. Coupling of kinesin steps to ATP hydrolysis// Nature. 1997. - № 388. - pp. 390-393.

71. Huxley H., Stewart A., Irving T. X-ray diffraction measurements of the extensibility of actin and myosin filaments in contracting muscle// Biophys J. -1994. № 67(6). - pp. 2411-2421.

72. Huxley, A., (1986). Muscle contraction mechanism. Circ. Res., 59 p. 9.

73. Huxley, A.F. Muscular contraction// J. Physiol. 1974. - № 243. - pp. 1 -43.

74. Huxley, A.F., Simmons R.M. Proposed mechanism of force generation in striated muscle// Nature. 1971. - № 233. - pp 533-538.

75. Huxley, A.F., Niedergerke, R. Interference microcopy of living muscle fibrils// Nature. 1954. - № 173. - pp. 971-973.

76. Huxley and Brown. The low-angle x-ray diagram of vertebrate striated muscle and its behavior during contraction and rigorIIJ Mol Biol. 1967. - № 30. -pp. 383-434.

77. Huxley, H. E. Structural arrangements and the contraction mechanism in striated muscles// Proc. R. Soc. 1964. - № B160. - pp. 442-448.

78. Huxley H. Electron microscope studies on the structure of natural and synthetic protein filaments from striated muscle// J. Mol. Biol. 1963. - № 16. -pp. 281-308.

79. Improta S., Krueger J., Gautel M., Atkinson R., Lefevre J., Moulton S., Trewhella J., Pastore A. The assembly of immunoglobulin-like modules in titin: implications for muscle elasticity// J. Mol. Biol.- 1998. № 284(3). - pp. 761-77.

80. Irving M., Goldman Y. Another step ahead for myosin// Nature. 1999. - № 398.-pp. 463-465.

81. Ishii Y., Kimura Y., Kitamura K., Tanaka H., Wazawa T., Yanagida T. Imaging and nano-manipulation of single actomyosin motors at work// Clin. Exp. Pharmacol Physiol. 2000. - № 27. - pp. 229-237.

82. Ishijima A., Kojima H., Funatsu T., Tokunaga M., Higuchi H., Tanaka H., Yanagida T. Simultaneous observation of individual ATPase and mechanical events by a single myosin molecule during interaction with actin// Cell. — 1998.-№92.-pp. 161-171.

83. Ishijima A., Doi T., Sakurada K, Yanagida T. Sub-piconewton force fluctuations of actomyosin in vitro//Nature. — 1991. № 352. - pp. 301-306.

84. Iwazumi T., Pollack G. On-line measurement of sarcomere length from diffraction patterns in muscle// IEEE Trans. Biomed. Eng. 1979. - № BME-26(2).-pp. 86-93.

85. Jakobson R., Tirosh R., Delay M., Pollack G. Quantized nature of sarcomere shortening steps// J. Muse. Res. Cell Motil. 1983. - № 4. - pp. 529-542.

86. Kabsch, W., Mannherz, H., Suck, D., Pai, E., and Holmes, K. Atomic structure of actin: Dnase I complex// Nature. — 1990. № 347. - pp. 37-44.

87. Kabsch W., Mannherz H., Suck D. Three-dimensional structure of the complex of actin and DNase I at 4.5 A resolution// EMBO J. 1985.-№ 4(8).-pp. 2113-8.

88. Kas J., Strey H., Tang J., Finger D., Ezzell R., Sackmann E., Janmey P. F-actin, a model polymer for semiflexible chains in dilute, semidilute, and liquid crystalline solutions// Boiphys. J. 1996. - № 70(2). - pp. 609-25.

89. Kas J., Strey H., Sackmann E. Direct imaging of reptation for semiflexible actin filaments// Nature. 1994. - № 368(6468). - pp. 226-9.

90. Katayama E., Nonomura Y. Electron microscopic analysis of tropomyosin paracrystals// J. Biochem. 1979. - №86 (5). - pp. 1511-1522.

91. Kellermayer M., Smith S., Bustamante C., Granzier H. Mechanical fatigue in repetitively stretched single molecules of titin// Biophys. J. — 2001. № 80. -pp. 852-863.

92. Kellermayer M., Smith S., Granzier H., Bustamante C. Folding-unfolding transitions in single titin molecules characterized with laser tweezers// Science. 1997. - № 276. - pp. 1112-1116.

93. Kellermayer M., Pollack G. Rescue of in vitro actin motility halted at high ionic strength by reduction of ATP to submicromolar levels// Biochim. Biophys. Acta. 1996. - № 1277(1-2). - pp. 107-114.

94. Kensler R., Woodhead J. The chicken muscle thick filament: temperature and the relaxed cross-bridge arrangementII J. Muscle Res. Cell Motil. 1995. - № 16(1).-pp. 79-90.

95. Kensler R., Stewart M. Frog skeletal muscle thick filaments are three stranded// J. CellSci. 1993. - № 105(Pt 3). -pp. 841-8.

96. Kitamura K., Tokunaga M., Iwane A., Yanagida T. A single myosin head moves along an actin filament with regular steps of 5.3 nanometres//Nature. -1999.-№397.-pp. 129-134.

97. Knight A., Molloy J. Coupling ATP hydrolysis to mechanical work// Nature: cell biology. 1999. - №1 (4). - pp. E87-E89.

98. Kojima H., Ishijima A., Yanagida T. Direct measurement of stiffness of single actin filaments with and without tropomyosin by in vitro nanomanipulation// Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 1994. - № 91.-pp. 12962-12966.

99. Kolmogorov A. Uber die analytischen Methoden in der Wahrscheinlichkeitscrechnung// Math Ann. 1931. -№ 104-pp. 415-458.

100. Kuo S., McGrath J. Steps and fluctuations of Listeria monocytogenes during actin-based motility// Nature. 2000. - № 407. - pp. 1026-1029.

101. Kuo S., Gelles J., Steuer E., Sheetz M. A model for kinesin movement from nanometer-level movements of kinesin and cytoplasmic dynein and force measurements// J. Cell Sei. 1991. -№ 14.-pp. 135-138.

102. Labeit S., Kolmerer B. Titins, giant proteins in charge of muscle ultrastructure and elasticity// Science. 1995. - 270. - pp. 293-296.

103. Letai A., Fuchs E. The importance of intramolecular ion pairing in intermediate filaments// Proc. Natl. Acad. Sei. USA. — 1995. vol. 92. - pp. 92-96.

104. Linke W., Granzier H. A spring tale: new facts on titin elasticity// Biophys. J. 1998. - № 75(6). - pp. 2613-2614.

105. Linke W., Ivemeyer M., Labeit S., Hinssen H., Ruegg J., Gautel M. Actin-titin interaction in cardiac myofibrils: probing a physiological role// Boiphys. J. -1997.-№73(2).-pp. 905-19.

106. Linke W., Popov V., Pollack G. Passive and active tension in single cardiac myofibrils// Biophys. J. 1994. - № 67. - pp. 782-792.

107. Liu X., Pollack G. Stepwise sliding of single actin and myosin filaments// Biophys.J.-2004.86(1). pp. 353-8.

108. Liu X., Pollack G. Mechanics of F-actin characterized with microfabricated cantilevers// Biophys. J. 2002. - № 83(5). - pp. 2705-15.

109. Lodish H., Berk A., Zipursky L., Matsudaira P., Baltimore D., Darnell J. Molecular Cell Biology// New York. W.H. Freeman & Co. - 2000.

110. McLachlan A. and Karn, J. Periodic features in the amino acid sequence of nematode myosin rodII J. Mol. Biol. 1983. - № 164(4). - pp. 605-26.

111. McLachlan A. and Karn, J. Periodic charge distributions in the myosin rod amino acid sequence match cross-bridge spacing in muscle// Nature. — 1982. -№ 299 (5880). pp. 226-231.

112. Mehta A., Finer J., Spudich J. Detection of single-molecule interactions using correlated thermal diffusion// Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. - № 94. -pp. 7927-7931.

113. Miki M., Kouyama T. Domain motion in actin observed by fluorescence resonance energy transfer// Biochemistry. — 1994. № 33(33). - pp. 1017110177.

114. Miroshnichenko N., Balanuk I., Nozdrenko D. Packing of myosin molecule in muscle thick filaments// Cell Biol. Int. 2000. - № 24(6). - pp. 327-33.

115. Molloy J., Kendrick-Jones J., Viegel C., and Tregear R. An unexpectedly large working stroke from chymotryptic fragments of myosin II// FEBS Lett. -2000. № 480(2-3). - pp. 293-297.

116. Molloy J., Burns J., Kendrick-Jones J., Tregear R., White D. Movement and force produced by a single myosin headII Nature. 1995. - № 378. - pp. 209212.

117. Murphy C., Rock R., Spudich J. A myosin II mutation uncouples ATPase activity from motility and shortens step size// Nature: Cell Biol. 2001. - № 3. -pp. 311-315.

118. Myers J., Tirosh R., Jacobson R., Pollack G. Phase-locked loop measurement-of sarcomere length with high time resolution// IEEE Trans. Biomed. Eng. — 1982. № BME-29. - pp. 463-466.

119. Neumann T., Fauver M., Pollack G. Elastic properties of isolated thick filaments measured by nanofabricated cantilevers// Biophys. J. 1998. - № 75(2).-pp. 938-947.

120. Ng C., Ludescher R. Microsecond rotational dynamics of F-actin in ActoSl filaments during ATP hydrolysis// Biochemistry. — 1994. № 33(31). - pp. 9098-9104.

121. Oberhauser A., Hansma P., Carrion-Vaquez M., Fernandez J. Stepwise unfolding of titin under force-clamp atomic force microscopy// Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. - № 98(2). - pp. 468-472.

122. Obermann W., van der Ven P., Steiner F., Weber K., Furst D. Mapping of a Myosin-binding domain and a regulatory phosphorylation site in M-protein, a structural protein of the sarcomeric M band// Mol. Biol. Cell. 1998. - № 9. -pp. 829-840.

123. Oosawa F. The flexibility of F-actin// Biophys. Chem. 1980. - № 11(3-4). -pp. 443-6.

124. Oosawa F., Maeda Y., Fujima S., Ishiwata S., Yanagida T., Taniguchi M. Dynamic characteristics of F-actin and thin filaments in vivo and in vitro// J. Mechanochem. Cell Motil. 1977. - № 4(1). - pp. 63-78.

125. Oosawa F., Fujime S., Ishiwata S., Mahashi R. Dynamic property of F-actin and thin filament// CSH Symposia on Quant Biol. 1972. - № 37. - pp. 277285.

126. Oroudjev E., Soares J., Arcidiacono S., Thompson J., Fossey S., Hansma H. Segmented nanofibers of spider dragline silk: atomic force microscopy and single-molecule force spectroscopy// PNAS. 2002. - № 99 (suppl 2). - pp. 6460-6465.

127. Ott A., Magnasco M., Simon A., Libchaber A. Measurement of the persistence length of polymerized actin using florescence microscopy// Phys. Rev. E. Stat. Phys Plasmas Fluids Relat. Interdiscip. Topics. 1993. - № 48(3). - R1642-R1645.

128. Page R., Lindberg U., Schutt C. Domain motions in actin// J. Mol. Biol. — 1998. № 280(3). - pp. 463-74.

129. Pepe F.A. Structure of the myosin filament of striated muscle// Progr. Biophys. Mol. Biol. 1971. - v.22. - pp. 75-95.

130. Pierobon-Bormioli S., Betto R., Salviati G. The organization of titin (connectin) and nebulin in the sarcomeres: an immunocytolocalization study// J. Muscle Res. Cell Motil. 1989. - № 10(6). - pp. 446-56.

131. Politou A., Gautel M., Labeit S., Pastore A. Immunoglobulin-type domains of titin: same fold, different stability?// Biochemistry. — 1994. № 33(15). — pp. 4730-7.

132. Pollack GH. Cell, Gels and the Engines of Life. Seattle: Ebner and Sons. USA-2001.-300 p.

133. Pollack GH., Blyakhman F., Shklyar T., Tourovskaya A., Tameyasu T., Yang P. Implications of quantal motor action in biological systems// Adv. Exp. Med. Biol. 1998. - № 453. - pp. 361-371.

134. Pollack GH. Muscles and Molecules: Uncovering the Principles of Biological Motion. Seattle: Ebner and Sons. USA 1990. - 303 p.

135. Pollack G., Granzier H., Mattiazzi A., Trombitas C., Periasamy A., Baatsen P., Burns D. Pauses, steps, and the mechanism of contraction// Molecular mechanism of muscle contraction. 1988. - № 617-642. - Plenum Publishing Corporation

136. Pollack G. Quantal mechanisms in cardiac contraction// Circ.Res. 1986. - № 59.-pp. 1-8.

137. Pollack G., Tirosh R., Brozovich F., Lacktis J., Jacobson R., Tameyasu T. Stepwise shortening: evidence and implication// Molecular mechanism of muscle contraction. 1984.- pp. 1984765-786. - Plenum Publishing Corporation, USA.

138. Pollack G., Iwazume T., ter Keurs H., Shibata E. Sarcomere shortening in striated muscle occurs in stepwise fashion// Nature. — 1977. № 268(5622). -pp. 757-759.

139. Prince J., McGrath K., Digiolamo C., Kaplan D. Construction, cloning, and expression of synthetic genes encoding spider dragline silk// Biochemistry. -1995. -№34.-pp. 10879-10885.

140. Prochniewicz-Nakayama E., Yanagida T., Oosawa F. Studies on conformation of F-actin in muscle fibers in the relaxed state, rigor, and during contraction using fluorescent phalloidin// J. Cell. Biol. 1983. - № 97(6). - pp. 16631667.

141. Rayment, I., Holden, H., Yohn, C. et al. Structure of acto-myosin complex and it's implications for muscle contraction// Science. — 1993. № 261. - pp. 5865.

142. Rayment, I., Rypnewski, W., Smith, R., et al. Three-dimensional structure of myosin subfragment-1: a molecular motor// Science.- 1993.- № 261. pp. 5058.

143. Rief M., Rock R., Mehta A., Mooseker M., Cheney R., Spudich J. Myosin-V stepping kinetics: a molecular model for processivity// Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. - № 97(17).-pp. 9482-6.

144. Rief M., Gautel M., Oesterhelt F., Fernandez J. M., and Gaub H. E. Reversible unfolding of individual titin immunoglobulin domains by AFMII Science. -1997. -№276.- pp. 1109-1112.

145. Rock R., Rice S., Wells A., Purcell T., Spudich J., Sweeney H. Myosin VI is a processive motor with a large step size// Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. -№98(24).-pp. 13655-13659.

146. Saito K., Aoki T., Aoki T., Yanagida T. Movement of single myosin filaments and myosin step size on an actin filament suspended in solution by laser trap// Byophis. J. 1994. - № 66. - pp. 769-777.

147. Sehutt C., Lindberg U. A new perspective on muscle contraction// FEBS Lett. 1993. - № 325(1-2). -pp. 59-62.

148. Schutt C., Lindberg U. Actin as the generator of tension during muscle contraction// Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1992. - № 89(1). - pp. 319-23.

149. Schutt C., Lindberg U. The nature of the actin molecule// J. M. Squire, (ed.) Molecular Mechanisms in Muscular Contraction, New York: MacMillan. -1990.

150. Segerson N. Stepwise sarcomere length change dynamics in relaxed mammalian myofibrils// Biophys. J. 2002. - in press.

151. Sellers, J. R., Han, Y. J., Kachar, B. The use of native thick filaments in in vitro motility assays//J Cell Sci Suppl. 1991. - № 14. - pp. 67-71.

152. Skubiszak L. Structure and functional significance of the thick filament// Biophysics. 1996. - № 41 (1). - pp. 40-57.

153. Skubiszak L. Force generation in muscle. I. Molecular organization in the thick filamentII Biocyb. Biomed. Eng. 1993. - v.13, N1. - pp. 75-96.

154. Sokolov S, Grinko A, Tourovskaia A, Reitz F, Pollack G and Blyakhman F Minimum average risk as a new peak detection algorithm applied to myofibrillar dynamics// Comput Methods Programs Biomed. 2003. - № 72. -pp. 21-26.

155. Squire J., Cantino M., Chew M., Denny R., Harford J., Hudson L., Luther P. Myosin rod-packing schemes in vertebrate muscle thick filaments// J. Struct. Biol. 1998. -№ 122(1-2).-pp. 128-38.

156. Squire J. The structural basis of muscle contraction// New York: Plenum Press.-1981.

157. Squire J.M. Muscle filament structure and muscle contraction// Ann. Rev. Biophys & Bioeng. 1975. - № 4. - pp. 137-163.

158. Sugi H., Gomi S. Changes in the A-band width during contraction in horseshoe crab striated muscle// Experientia. 1980. - № 37. - Birkhauser Verlag, Basel (Schweiz). - pp. 65-67.

159. Sugi, H., Pollack, G. Cross-bridge mechanism in muscle contraction// Proceeding of the international symposium on the current problems of sliding filament model and muscle mechanics. -1978. pp. 71-83. Tokyo. Japan.

160. Svoboda K., Schmidt C., Schnapp B., Block S. Direct observation of kinesin stepping by optical trapping interferometry// Nature. — 1993. № 365. - pp. 721-727.

161. Takezawa Y., Sugimoto Y., Wakabayashi K. Extensibility of the actin and myosin filaments in various states of skeletal muscle as studied by X-ray diffraction// Adv. Exp. Med. Biol 1998. - № 453. - pp. 309-16.

162. Tameyasu T. Oscillatory contraction of single sarcomere in single myofibril of glycerinated, striated adductor muscle of scallop// Jpn. J, Physiol. — 1994. № 44(3).-pp. 295-318.

163. Tameyasu T., Toyoki T., Sugi H. Nonsteady motion in unloaded contractions of single frog cardiac cells// Biophys. J. 1985. - № 48. -pp. 461-465.

164. Tameyasu T., Ishide N., Pollack G. Discrete sarcomere length distribution in skeletal muscle// Biophys. J. 1982. - № 37. - pp. 489-492.

165. Thompson P., Robbins M. Origin of stick-slip motion in boundary lubrication// Science. 1990. - № 250.- pp. 792-794.

166. Tominaga M., Kojima H., Yokota E., Orii H., Nakamori R., Katayama E., Anson M., Shimmen T., Oiwa K. Higher plant myosin XI moves processively on actin with 35 nm steps at high velocity// EMBO J. 2003. - № 22(6). - pp. 1263-72.

167. Trinick J., Knight P., Whiting A. Purification and properties of native titin//J. Mol. Biol. 1984. - № 180(2).-pp. 331-356.

168. Trombitas K., Greaser M., Labeit S., Jin J., Kellermayer M., Helmes M., Granzier H. Titin extensibility In Situ: entropie elasticity of permanently folded and permanently unfolded molecular segments// J. Cell. Biol. 1998. -№ 140(4).-pp. 853-859.

169. Tskhovrebova L., Trinick J., Sleep J. A., and Simmons R M. Elasticity and unolding of single molecules of the giant muscle protein titin// Nature. 1997. -№387.-pp. 308-312.

170. Vassalo D.V. and Pollack G.H. The force velocity relation and stepwise shortening in cardiac muscle// Circ. Res. - 1982. - № 51. - pp. 37-42.

171. Viegel, C., Coluccio, L., Jontes, J. et al. The motor protein myosin-I produces its working stroke in two steps// Nature. 1999. - № 398. - pp. 530-533.

172. Villafranca G., Marschhaus C. Contraction of the A-band// J. Ultrastructure Research, 1963. № 9. - pp. 156-165.

173. Visscher K., Schnitzer M., Block S. Single kinesin molecules studied with a molecular force clamp// Nature. 1999. - № 400. - pp. 184-189.

174. Wakabayashi K., Sugimoto Y., Tanaka H. Ueno Y, Takezawa Y., Amemiya Y. X-ray diffraction evidence for the extensibility of actin and myosin filaments during muscle contraction// Biophys J. 1995. - № 68(3). — pp. 1196-7.

175. Walker M., Knight P., Trinick J. Negative straining of myosin molecules// J. Mol. Biol. 1985. - № 184. -pp. 535-542.

176. Wang S., Greaser M. Immunocytochemical studies using a monoclonal antibody to bovine cardiac titin on intact and extracted myofibrils// J. Cell. Biol- 1985.- № 107.-pp. 1075-1083.

177. Warshaw D. The in vitro motility assay: a window into the myosin molecular motor// News Physiol Sci. 1996. - № 11. - pp. 1-6.

178. Wussling M., Schenk W. Sarcomere dynamics in isolated cardiac myocytes investigated by high-time resolution laser light diffractometry// Biomed. Biochim. Acta. 1989. - № 48(5-6). - pp. S399-402.

179. Yagi N., Amemiya Y., Wakabayshi K. A real-time observation of X-ray diffraction from frog skeletal muscle during and after slow length changes// Jpn J Physiol 1995. - № 45(4). - pp. 583-606.

180. Yakovenko O., Blyakhman F., Pollack G. Fundamental step size in single cardiac and skeletal sarcomeres// Am. J. Physiol: Cell Physiol 2002. - № 283(9).-pp. C735-C742.

181. Yanagida T., Arata T., Oosawa F. Sliding distance of actin filament indused by a myosin crossbridge during one ATP hydrolysis cycle// Nature. 1985. -№ 316(6026). - pp. 366-369.

182. Yanagida T., Esaki S., Iwane A., Inoue Y., Ishijima A., Kitamura K., Tanaka H., Tokunaga M. Single -motor mechanics and models of the myosin motor// Phil Trans. R. Soc. Lond. 2000a. - № 355. - pp. 441-447.

183. Yanagida T., Kitamura K., Tanaka H., Hikikoshi I., Esaki S. Single molecule analysis of the actomyosin motor// Cell Biol. 2000b. - № 12. - pp. 20-25.

184. Yanagida T., Nakase M., Nishiyama K., Oosaw F. Direct observation of motion of single F-actin in the presence of myosin// Nature. 1984. - № 307(5946).-pp. 58-60.

185. Yang P., Temeyasu T., Pollack G. Stepwise dynamics of connecting filaments measured in single myofibrillar sarcomeres// Biophys. J. 1998. - № 74. - pp. 1473-1483.

186. Yildiz A., Forkey J., McKinney S., Ha T., Goldman Y., Selvin P. Myosin V walks hand-over-hand: single fluorophore imaging with 1.5-nm localization// Science. 2003. - № 300(5628). - pp. 2061-5.

187. Yoshizawa H., Israelachvili J. Fundamental mechanisms of interfacial friction: stick-slip friction of spherical and chain molecules// J. Phys. Chem. 1993. -№97.-pp. 11300-11313.

188. Zhou X., Maeda Y., Mabuchi K., Lehrer S. Unfolding domains and tryptophan accessibility of a 59kDa coiled-coil light meromyosin// J. Mol. Biol. 1998. -№276(4).-pp. 829-38.

189. Zocchi G. Proteins unfold in steps// Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. - № 94. — pp. 10647-10651.

190. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

191. Нагорняк Е.М., Летфулова Л.Б., Студенок С.И. Исследование дискретного изменения длины одиночного саркомера. Сб. трудов Уральской конференции молодых ученых «Физика в биологии и медицине», Екатеринбург, 1999, с.22-23.

192. Нагорняк Е.М., Летфулова Л.Б., Студенок С.И. Изучение дискретной природы изменения длины одиночного саркомера. Сборник тезисов V Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых. Екатеринбург, 1999, с.403-404.

193. Нагорняк Е.М. Изучение динамики длины одиночной миозиновой нити. Матер. Междунар. Научн. Конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2004», Москва, 2004, с. 114-115.

194. Nagornyak Е.М., Blyakhman F.A., Pollack G.H. Step size in activated rabbit sarcomeres is independent of overlap of the filaments. Abstracts of 13th international conference on mechanics in medicine and biology, Taiwan, November 2003, p. 166.

195. Nagornyak E.M., Blyakhman F.A., Pollack G.H. Dependence of step size on initial sarcomere length in single rabbit psoas myofibrils. Biophysical Journal. Abstracts from 47th Annual Meeting, San Antonio 2003, p. 560a

196. Nagornyak E., Blyakhman F., Pollack G. Step size in activated rabbit sarcomeres is independent of overlap. http://www.ncku.edu.tw/~ICMMB/, 2003, 11 pp.

197. Nagornyak E.M., Pollack G.H. A-band width changes in relaxed rabbit psoas myofibrils. Biophysical Journal. Suppl., 2004, 84 (1), p 556a.

198. Nagornyak E.M., Blyakhman F.A., Pollack G.H. Relation between step size and sarcomere length in relaxed and activated rabbit psoas myofibrils. Biophysical Journal. Suppl., 2004, 84 (1), p 556a.

199. Nagornyak E.M., Pollack G.H. Stepwise dynamics of invertebrate thick filaments. Biophysical Journal. Suppl., 2004, 84 (1), p 404a.

200. Nagornyak E.M., Blyakhman F.A., Pollack G.H. Effect of sarcomere length on step size in relaxed rabbit psoas muscle. J Muse Research Cell Motil., 25, 2004, p. 37-43.

201. Nagornyak E.M., Blyakhman F.A. and Pollack G.H. Stepwise length changes in single invertebrate thick filaments. Intern. Symp. "Biological Motility". Pushchino, 2004, p. 94.

Информация о работе

Нагорняк, Екатерина Михайловна
кандидата физико-математических наук
Пущино, 2004
ВАК 03.00.02

Диссертация

Влияние динамики длины миозиновой нити на движение границ неактивированного саркомера - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы