11:34
Comentarii Adauga Comentariu

_ Modelarea și simularea răsucirilor intracelulare auto-organizate în ovocitul Drosophila

_ Modelarea și simularea de răsucitori intracelulari auto-organizați în ovocitul Drosophila

Scurgerea citoplasmatică este mișcarea pe scară largă a citoplasmei (adică, lichid gelatinos în interiorul celulelor) în interiorul unei celule vii. Acest flux, cunoscut pentru reglarea diferitelor procese intracelulare, poate varia foarte mult între diferitele tipuri de celule în diferite stadii de dezvoltare a unei celule. Examinarea și modelarea diferitelor tipuri de fluxuri citoplasmatice ne poate ajuta să înțelegem cum apar ele în anumite tipuri de celule.

Studiile anterioare au examinat în primul rând fluxurile citoplasmatice în flux în celule mari unde, se argumentează adesea, difuzia este prea lentă. pentru a permite procesele biologice pe care organismele trebuie să le efectueze (de exemplu, dezvoltarea unui ou sau a unui embrion sau în celule mari de plante).

Ca urmare a acestei difuzii lente, fluxul permite o distribuție mai rapidă a componente celulare. În ovocitele timpurii de muște (adică, celulele ouă în curs de dezvoltare), de exemplu, fluxul citoplasmatic apare aleatoriu, în timp ce în etapele ulterioare de dezvoltare, unde ovocitul este mai mare, ele pot apărea la scară mare și rotaționale.

Cercetătorii. de la Flatiron Institute, pe baza lucrărilor anterioare, a introdus recent o strategie de modelare versatilă care poate fi utilizată pentru a studia fluxul citoplasmatic auto-organizat în sisteme formate din fibre deformabile cuplate hidrodinamic.

Acest model, introdus în Nature Physics. și, în colaborare cu oamenii de știință de la universitățile Princeton și Northwestern, a fost combinat cu datele colectate în experimente pe ovocitul Drosophila (adică musca fructelor) pentru a aduna informații despre fluxul citoplasmatic auto-organizat.

„Am fost lucrând în domeniile generale ale materiei biologic active, mecanicii intracelulare și fluidelor complexe pentru o perioadă”, a declarat Michael J. Shelley, coautor al lucrării, pentru Phys.org. „Problema abordată în lucrarea noastră recentă combină toate aceste domenii, fiecare dintre ele îmi place foarte mult.

„Am aflat despre această problemă specială a fluxurilor în ovocite de la prietenul meu Ray Goldstein și mi-am dat seama că am lucrat anterior cu mine. Colegul de la Flatiron, David Stein, ar putea fi adaptat să înțeleagă ceva despre problema ovocitelor. A făcut-o, iar David și cu mine am lucrat împreună cu Ray și colegii săi de la Cambridge la un prim model 2D foarte redus.” Acea lucrare a fost publicată în Physical Review Letters în 2021.

Cercetătorii de la Institutul Flatiron au avut au dezvoltat anterior diverse instrumente pentru a studia hidrodinamica microtubulilor în mișcare, biopolimeri rigidi care sunt un element central al citoscheletului celulei.Shelley, Stein și colegii lor Reza Farhadifar, Sayantan Dutta și Stas Shvartsman au planificat să folosească aceste instrumente numerice pentru a studia debutul fluxuri citoplasmatice auto-organizate în celulele 3D.

„Obiectivul principal al studiului nostru recent a fost acela de a oferi un model minim, dar nu prea minimal, care să invoce doar microtubuli, motoare moleculare și citoplasmă care ar putea explica observațiile experimentale. și ajută la realizarea de predicții", a explicat Shelley.

Studiul recent realizat de Shelley și colegii săi combină fizica și teoriile matematice cu rezultate experimentale. Cercetătorii au început prin a crea un model pe care apoi l-ar putea folosi pentru a simula Flux citoplasmatic auto-organizat în ovocitul Drosophila.

„Am scris un model matematic pentru tensiunile pe care motoarele moleculare le creează deplasându-se pe un microtubul”, a spus Shelley. „Acest model ar trebui să permită microtubulului să se îndoaie sub sarcini și ca îndoirea lui să miște citoplasma, ceea ce afectează îndoirea altor microtubuli. Apoi, a folosit un software de înaltă calitate – aici numit SkellySim – care vă permite să simulați câteva mii de astfel de microtubuli interacționează prin împingerea colectivă a fluidului în timp ce se îndoaie în mod colectiv.”

După ce și-au dezvoltat modelul și au rulat simulări, Shelley și colegii săi au efectuat experimente pe ovocite de Drosophila. În primul rând, au folosit microscopia luminoasă pentru a examina mișcările citoplasmatice în celulele ouă în curs de dezvoltare și apoi au analizat datele pe care le-au colectat folosind velocimetria imagistică a particulelor pentru a reconstrui câmpurile de viteză citoplasmatică.

„Harrea noastră oferă un exemplu clar despre cum, cu un foarte puține ingrediente, despre modul în care un sistem de transport pe scară largă (adică fluxul de flux) ar putea apărea în celulă din interacțiunile doar a câtorva componente (adică, microtubuli, motoare și citoplasmă)", a spus Shelley. "Frumusețea constă în robustețea sa, deoarece în mari părți ale spațiului parametrilor care controlează modelul, sistemul vrea doar să formeze un twister. Acesta este un exemplu grozav, cred, de auto-organizare biologică pentru a îndeplini o sarcină."

În mod deosebit, folosind modelul lor, cercetătorii au putut, de asemenea, să prezică efectul formei celulei asupra orientării răsucitorilor. Predicțiile lor sugerează că, în timp ce dinamica fluxului citoplasmatic în ovocitele de Drosophila ar putea fi incredibil de complexă, acestea au ca rezultat o stare finală simplă (adică, o sucitură).

Descoperirile adunate de Shelley și colaboratorii săi ar putea deschid în curând calea pentru explorări ulterioare ale fluxului citoplasmatic, concentrându-se în mod special pe această stare simplă de răsucire. Acest lucru ar putea duce la noi descoperiri interesante despre fizica care stau la baza proceselor vitale din celulele biologice.

„Această lucrare a demonstrat puterea pe care calcularea de înaltă performanță și algoritmii moderni o pot aduce pentru înțelegerea fenomenelor biofizice”, a adăugat Shelley. „În următoarele studii, intenționăm să explorăm modul în care aceste fluxuri răsucitoare amestecă componentele în celulă sau permit livrarea lor dintr-un punct în altul.

„Există și alte sisteme de transport în interiorul ovocitelor, cum ar fi prin canalele inelare, care sunt foarte interesante. În general, sunt interesat de multiplele moduri în care citoscheletul celular se organizează pentru a realiza lucrurile celulare.”

© 2024 Science X Network


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Ion Cristoiu: Cînd industria poate fi poetică

_ Specialiștii ANM au emis o prognoză de coșmar: vremea se răcește și vom avea ploi din abundență

_ În plină bătălie a rachetelor, Rusia îl condamnă pe un om cheie din domneiul tehnologiei hipersonice: a fost învinuit de 'trădare'

_ VIDEO| Primele imagini cu atacul dezlănțuit al Israelului în Iran: momentul simbolic ales de israelieni

_ Prima țară mare care le solicită cetățenilor să plece din Israel: se așteaptă un atac puternic al Iranului

_ Profitul Netflix a crescut vertiginos. Decizia care a inversat trendul

_ Numeroase avioane care survolează Iranul şi-au schimbat brusc traseul

_ Recenzie Taylor Swift The Tortured Poets Department: Superstarul pop face toate măsurile pentru această întreprindere mamut, scrie ADRIAN THRILLS

_ Expert: IT-ul românesc livrează astăzi soluţii cap-coadă

_ VIDEO - Prinţul William a revenit la îndatoririle publice după dezvăluirea cancerului de care suferă soţia sa

_ Frumusete naturala! Cate Blanchett, în vârstă de 54 de ani, arată mai tânără cu ani, în timp ce își arată chipul impecabil la spectacolul Louis Vuitton, după ce a trântit filtrele pentru ca femeile să arate ca „păpușile Barbie”

_ Sanofi trece la concedieri

_ Regina muzicii popm Taylow Swift, a lansat un nou album, gata să doboare toate recordurile

_ Amenințare cu bombă într-un avion, deasupra României: Aterizare de urgență la Timișoara

_ Produsul care nu lipsește de pe mesele românilor s-a ieftinit fix înainte de Paști! Comisia Europeană a dat vestea

_ Kourtney Kardashian o apără pe sora Kim după ce fanii au acuzat-o că a postat o poză de bikini „umbrită” pentru omagiu de ziua de naștere – în timp ce își îmbrățișează silueta postpartum: „Iubesc acest corp”

_ În împlinirea a 50 de ani de naștere a Victoria Beckham: Posh Spice „se duce cu familia în Franța pentru cina la un restaurant de 200 de lire sterline”

_ Analiză: Declin demografic vs import de muncitori străini

_ Olympiacos Pireu s-a calificat în semifinalele Conference League

_ Răsturnare de situație: Aderarea Bulgariei la zona euro se amână

_ Biden câștigă susținerea membrilor familiei Kennedy

_ Alertă maximă la Aeroportul Timișoara: aterizare de urgență din cauza unei amenințări cu bombă și activare a Planului Roșu

_ Profitul Netflix a crescut vertiginos după decizia privind partajarea conturilor

_ Trei lucrări de Adrian Ghenie, adjudecate la suma totală de aproape 108.000 de euro

_ Nebunie în Orientul Mijlociu: zeci de avioane și-au schimbat brusc traseul, după ce Israelul a declanșat atacul

_ Prognoză: în partea a doua a primăverii temperaturile medii vor fi normale pentru această perioadă

_ Israelul lovește Iranul în timp ce sunt raportate explozii în Irak și Siria, în timp ce Netanyahu sfidează avertismentele lui Biden și ripostează după ce Teheranul a lansat un baraj de rachete fără precedent asupra statului evreu.

_ Urmăriți: Urmărirea lui Trump

_ Anunț uriaș de la Ministerul Economiei: Afaceriștii din Qatar vin să sondeze piețele din România

_ Comandantul șef confuz al Americii avertizează Israelul împotriva atacului Israelului

_ Soros Nonprofit oferă o sumă de 8 cifre Super PAC de extremă stângă

_ Numărul de elevi suspendați de la școli din Anglia crește cu o treime într-un an la peste 260.000, arată cifrele - deoarece copiii nedisciplinați îi lasă pe profesori „speriați” să fie în clasă

_ Cetăţean polonez arestat pentru un presupus complot de asasinare a lui Zelensky din Ucraina

_ Greșeala fatală pe care o fac părinții care își tachinează copiii în legătură cu greutatea lor

_ AVERTISMENT FBI: Hackerii chinezi se pregătesc să lanseze un atac masiv asupra infrastructurii SUA � s-au infiltrat deja �n mai multe companii critice

_ Proteina cheie reglează răspunsul imun la viruși din celulele mamiferelor

_ N.Y. îi oferă lui Trump tratamentul Anne Boleyn

_ VIDEO| Israelul atacă pe toată linia: lovituri puternice și în Siria, către grupările finanțate de Iran

_ Iranul se amuză, după atacul Israelului: Se pare că presa americană visează

_ Creșteri puternice pentru acţiunile Trump Media

_ Oficialii americani, întâlniri cu lideri israelieni: 'Scopul principal este să vorbim cu adevărat despre Rafah'

_ Propunere a Comisiei Europene privind vize pe patru ani pentru studenţii din Marea Britanie pentru a studia sau a lucra în UE

_ Oamenii de știință se tem că virusul H5N1 s-ar putea adapta pentru a se transmite de la om la om

_ Nefumătorilor care susțin interdicția lui Rishi le spun: Așteaptă până vor scoate în afara legii singura plăcere de care îți bucuri

_ ANAF publică Ghidul privind tratamentul fiscal care se aplică veniturilor obţinute de persoanele fizice din cedarea folosinţei bunurilor

_ Argentina lansează o încercare de a-și uni forțele cu NATO: președintele Milei, mânuitor de ferăstrău cu lanț, își continuă pivotul către Occident - dar rămâne sfidător față de Insulele Falkland

_ Procesul lui Donald Trump ÎN DIRECT: Șapte bărbați și cinci femei sunt aleși pentru a decide dacă fostul președinte este nevinovat sau vinovat... și iată cine sunt ei

_ Medicii generaliști își vor pierde puterea de a renunța la muncă în represiunea „culturii notelor bolnave” din Marea Britanie, anunță Rishi Sunak

_ Moment șocant, un ofițer de poliție amenință că-l ARESTĂ pe bărbat pentru „încălcarea păcii” pur și simplu prin faptul că este „destul de deschis evreu” în apropierea marșului pro-Palestine din Londra

_ Puii de rechin alb preferă să fie mai aproape de țărm, au descoperit oamenii de știință

_ Sărbătorile zilei din 19 aprilie 2024 - Sf. Cuv. Ioan de la Lavra Veche; Sf. Sfinţit Mc. Pafnutie

_ A venit răspunsul Israelului. A atacat pe teritoriul Iranul în cursul nopţii. Televiziunea de stat iraniană a relatat despre „explozii puternice”

_ FBI repatriează arme de foc revoluționare din perioada războiului la Muzeul Revoluției Americane din Philadelphia

_ Moar Power: Casa Albă ia în considerare invocarea unei urgențe climatice „fără precedent”.

_ 'Cocktailul ucigaș' Marijuana din România este stropită cu pesticide, insecticide și otravă de şobolani (psiholog)

_ Olaf Scholz încerca să facă rost de şase sisteme Patriot pentru Ucraina / Zelenski, discurs de recunoștință la adresa Germaniei

_ NOU: Judecătorul Cannon respinge moțiunile co-inculpaților lui Trump pentru a obține respingerea acuzațiilor �n cazul documentelor clasificate

_ Suri Cruise scuipă imaginea mamei vedetei din Dawson's Creek, Katie Holmes, în timp ce culege flori în NYC, de ziua ei de 18 ani - și sărbătorește FĂRĂ tatăl înstrăinat, Tom Cruise

_ BREAKING - Israelul a declanșat un atac la scară largă în Iran: a început 'Operațiunea Răzbunarea'

_ Reacție furibundă a Iranului, după ce Israelul a lansat un atac la scară largă


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6

Nr. de articole la aceasta sectiune: 310, afisate in 6 pagini.