[ad_1]

Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) در مونیخ ، فیزیکدانان روش جدیدی را معرفی کردند که به شما امکان می دهد سیستم های شکل گیری بیولوژیکی را با استفاده از تحلیل ریاضی مشخص کنید. این عدد در استفاده از هندسه برای مشخص کردن پویایی نهفته است.

بسیاری از فرایندهای حیاتی رخ داده در سلولهای بیولوژیکی به شکل گیری مدلهای مولکولی خود سازماندهی شده بستگی دارد. به عنوان مثال ، توزیع فضایی خاصی از پروتئین های خاص تقسیم سلول ، مهاجرت سلول و رشد سلول را تنظیم می کند. این مدلها نتیجه فعل و انفعالات هماهنگ شده بسیاری از ماکرومولکولهای منفرد است. مانند حرکات جمعی گله پرندگان ، این فرایندها نیازی به یک هماهنگ کننده مرکزی ندارند. تاکنون ، مدل سازی ریاضی شکل گیری یک مدل پروتئینی در سلول ها تا حد زیادی از طریق شبیه سازی های پیچیده رایانه ای انجام شده است. اکنون فیزیکدانان LMU ، به رهبری پروفسور اروین فری ، در حال توسعه روش جدیدی هستند که تجزیه و تحلیل ریاضی سیستماتیک از فرایندهای مدل سازی را ارائه می دهد و اصول اساسی فیزیکی را در آنها نشان می دهد. رویکرد جدید در مقاله ای که در ژورنال ظاهر می شود ، توصیف و تأیید شده است معاینه بدنی X.

این مطالعه بر روی سیستم های به اصطلاح “حفظ جرم” متمرکز است که در آن برهم کنش ها بر وضعیت ذرات درگیر تأثیر می گذارند اما تعداد کل ذرات موجود در سیستم را تغییر نمی دهند. این شرایط در سیستم هایی وجود دارد که در آن پروتئین ها می توانند بین حالت های مختلف ساختاری جابجا شوند که به آنها اجازه می دهد به غشای سلول متصل شوند یا مجتمع های چند جزئی مختلفی را تشکیل دهند. با توجه به پیچیدگی دینامیک غیرخطی در این سیستم ها ، شکل گیری الگوی تاکنون با استفاده از شبیه سازی های عددی وقت گیر بررسی شده است. فریدجوف براونز ، نویسنده اصلی گزارش جدید توضیح می دهد: “ما اکنون می توانیم مستقل از شبیه سازی ، با استفاده از محاسبات ساده و ساختارهای هندسی ، ویژگی های اساسی شکل گیری الگو را درک کنیم.” “نظریه ای که ما در این گزارش ارائه می دهیم اساساً پلی بین مدل های ریاضی و رفتار جمعی اجزای سیستم فراهم می کند.”

بینش کلیدی که منجر به این نظریه شد ، تشخیص این بود که تغییر در تراکم موضعی ذرات ، موقعیت تعادل شیمیایی محلی را نیز تغییر می دهد. این جابجایی ها ، به نوبه خود ، شیب های غلظتی ایجاد می کنند که حرکت انتشار ذرات را هدایت می کنند. نویسندگان این تعامل پویا را با کمک ساختارهای هندسی که مشخصه دینامیک جهانی در یک “فضای فاز” چند بعدی است ، ثبت می کنند. خصوصیات جمعی سیستم ها را می توان مستقیماً از روابط توپولوژیکی بین این ساختارهای هندسی بدست آورد ، زیرا این اشیا have دارای معانی فیزیکی خاصی هستند – به عنوان مثال ، به عنوان نمایانگر مسیرهای تعادل شیمیایی در حال جابجایی. فری گفت: “به همین دلیل است که توصیف هندسی ما به ما این امکان را می دهد که بفهمیم چرا الگوهایی که در سلول ها مشاهده می کنیم ، ظاهر می شوند. به عبارت دیگر ، آنها مکانیسم های فیزیکی را نشان می دهند که تعاملات بین گونه های مولکولی درگیر را تعیین می کنند.” “علاوه بر این ، عناصر اساسی نظریه ما می تواند برای مقابله با طیف گسترده ای از سیستم ها خلاصه شود ، که به نوبه خود راه را برای یک چارچوب نظری جامع برای سیستم های خودتنظیمی هموار می کند.”

###

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir