Автор оригинала: Lisa Pollack. В молодости Клаус Шультен воображал, что станет танцором, и будет жить, не полагаясь ни на что, кроме собственного разума и тела. «Но танцор из меня вышел никудышный, – вспоминает он. – Итак, следующим вариантом жизненного пути для меня была теоретическая физика. Только я, карандаш, бумага, ну и ластик, разумеется.» Предыдущие части: первая, вторая, третья.

Строго говоря, эта мечта тоже сорвалась. Но сегодня Шультен полагается на самое мощное и дорогое вычислительное оборудование в мире для применения вычислительной физики к моделированию биологических систем. Его последняя работа включала молекулярное моделирование целой органеллы, которая преобразует энергию света в химическую энергию внутри фотосинтезирующей бактерии.

Транслоконы: дамбы Теночтитлана

Прекрасный древний ацтекский город Теночтитлан был построен посреди озера и процветал в XV веке. При изучении археологических свидетельств, которые собрали воедино то, как он выглядел и функционировал, можно заметить поразительное сходство с живой клеткой. Внутри Теночтитлана было священное пространство, изобилующее храмами и пирамидами, окруженное стеной, подобно тому, как эукариотическая клетка имеет разделенные секции, отделенные мембранами. Внутри островного города-государства существовали всевозможные специализированные кварталы, похожие на органоиды.

Теночтитлан, с фрески Диего Риверы в Национальном Дворце Мексики. В середине изображения находится дамба, ведущая из города-государства

У жителей также были формы валюты (например, какао-бобы), которые гомологичны АТФ. Подобно тому, как аквапорины контролируют поток воды в клетке, ацтекский город имел каменный акведук для питьевой воды. Но как основные блага попадают в клетку и выходят из нее? В Теночтитлане было три дамбы. В клетке самым фундаментальным благом, вероятно, являются ее белки. А проходы в клетке, которые позволяют проходить этим критическим молекулам, белкам, называются транслоконами. Транслокон сам по себе является белком, который живет в мембране, и выполняет функцию проводящего канала. Когда Клаус Шультен начал изучать транслоконы в 2005 году, он не мог представить, что его ждет. Это как не знать о всех сокровищах затерянного города, пока они не откопаны, и Шультену придется раскопать некоторые древние исследования, чтобы изучить новую систему, которую он вскоре стал считать сокровищем.

Когда Джеймс “Джей Си” Гумбарт в 2003 году поступил в аспирантуру в Урбана-Шампейн, он ничего не знал о биофизике и предполагал, что в конечном итоге изучит физику конденсированных сред, что было сильной стороной университета.

«Но потом, на первом семестре, я пошел на биофизику и был очень заинтригован ею», – вспоминает Гумбарт.

Это было лишь вопросом времени, когда студент начнет работать с Шультеном, поскольку вычислительная направленность также импонировала ему.

Летом 2004 года, когда Гумбарт присоединился к группе, Шультен показал ему статью о канале белковой проводимости, которая, по мнению Шультена, была интересной и, возможно, могла бы стать плодотворным проектом. Вероятно, к восторгу Шультена, Гумбарт действительно обратил на это внимание, проявил большую инициативу и продолжал производить впечатляющий объем работы.