Внутри каждой клетки есть сеть из тонких трубочек — микротрубочек. Они работают как строительные леса и рельсы одновременно: держат форму клетки и перевозят грузы. Эти трубочки собраны из белка тубулина и от природы слабо светятся под ультрафиолетом. Учёные задумались: можно ли сделать это свечение сильнее или слабее по заказу?
Ключ к управлению — аминокислота триптофан. Она поглощает ультрафиолет и переизлучает его в виде видимого света. В микротрубочках триптофаны сидят на поверхности и влияют друг на друга: если они расположены тесно и ровно, свечение ярче; если разбросаны и дрожат — тусклее. Авторы работы смоделировали на компьютере, как перестановка триптофанов меняет свечение, а затем проверили это в опытах с белком из клеток свиньи. Оказалось, что сборка отдельных молекул тубулина в трубочки усиливает свечение при облучении светом с длиной волны 280 нанометров. А если добавить свободный триптофан в раствор, он гасит свечение трубочек — как лишний шум в оркестре.
Практическая цель — научиться встраивать светящиеся метки прямо в клеточный каркас. Такие трубочки могли бы служить датчиками: например, менять яркость при появлении определённого вещества или при разрушении клетки. Это шаг к «живой фотонике» — устройствам, которые работают на белках, а не на кремнии.
Микротрубочки настолько тонкие, что их диаметр в 10 000 раз меньше толщины человеческого волоса, но они выдерживают сжатие и растяжение, как стальные опоры моста.
В фильме «Внутреннее пространство» герои путешествуют внутри человеческого тела — светящиеся микротрубочки могли бы стать там системой сигнализации.