00:36 2022-05-18
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
Un nou model matematic al mișcării celulare
_ Un nou model matematic al mișcării celulare
Un model matematic care descrie modul în care celulele își schimbă forma în timpul mișcării sugerează că mișcarea este determinată în principal de contracția unei proteine scheletice, numită „miozină”. Noul model dezvoltat la Penn State poate ajuta cercetătorii să înțeleagă mai bine diferitele procese biologice în care mișcarea celulară joacă un rol cheie și, de asemenea, ar putea ajuta dezvoltarea sistemelor artificiale care imită procesele biologice.
„Accentul acestei munci cade pe dezvoltarea unor modele matematice minime, care sunt suficient de simple pentru a fi susceptibile de analize riguroase, dar care să captează fenomene biologice cheie”, a spus Leonid Berlyand, profesor de matematică la Penn State și liderul acestei echipe de cercetare. „Scopul modelului nostru este de a surprinde debutul mișcării celulare determinate de contracția miozinei, concentrându-se pe analizarea stabilității acestei mișcări observate în experimente.”
Conform lui C. Alex Safsten, doctorand la Penn State și un autor al lucrării, unele celule, cum ar fi „keratocitele”, care ajută la menținerea structurii și transparenței corneei în ochi, se deplasează în mod natural pe suprafețe. În general, aceste celule mișcă mai întâi o porțiune proeminentă a membranei lor celulare în direcția de deplasare, aderând acea proeminență la suprafață și apoi contractând proteinele care fac parte din structura „scheletică” a celulei pentru a conduce celula înainte.< /p>
Pentru a investiga mai îndeaproape cum funcționează acest lucru, echipa de cercetare a extins modelele anterioare, care descriau mișcarea celulară într-o singură dimensiune, pentru a construi un model bidimensional. Este important că modelul este stabil, ceea ce înseamnă că micile perturbații nu perturbă mișcarea celulelor din model, ceea ce se aliniază cu experiența experimentală reală. Modelul matematic poate, de asemenea, să șteargă contribuțiile diferitelor etape ale mișcării celulare: proeminența, adeziunea și contracția. În acest fel, cercetătorii au reușit să arate că contracția proteinelor miozinei este suficientă pentru a explica mișcarea celulară.
O aplicație potențială a modelelor este în sistemele „biomimetice” - sisteme proiectate care imită procesele biologice. .
„Evoluția a optimizat procesele biologice de-a lungul a milioane de ani”, a spus Safsten. „Dacă, de exemplu, am dori să dezvoltăm nanoboți care se mișcă într-un mod eficient ca și celulele, ar trebui să înțelegem exact mișcarea celulară pentru a modela sistemul nostru artificial așa cum mama natură a modelat celulele.”
Rezultatele echipei publicate recent în revista Physical Review E.
Comentarii:
Adauga Comentariu