Bilim

Hücreleri Anlamlandırma: Model, Hücrelerin Duyarlılığını Artırmak İçin Hangi Teknikleri Kullandığını Belirliyor

0

Vücut hastalığı; yabancı maddeleri, gıda kaynaklarının ve toksinlerin yerini tespit etme yeteneği, hücreleri çevreleyen kimyasallar ve ayrıca hücrelerin bu kimyasalları ‘okuma’ yeteneği tarafından belirlenir. Hücreler oldukça hassastır. Aslında, bağışıklık sistemi sadece bir yabancı molekül veya iyonun varlığı ile tetiklenebilir. Ancak araştırmacılar; hücrelerin bu hassasiyet seviyesine nasıl ulaştığını bilmiyorlar.

Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü Lisansüstü Üniversitesi’nde (OIST) Biyolojik Fizik Teorisi Birimi ve New York Şehir Üniversitesi’ndeki bilim insanları; bazı cevaplar veren basit bir model oluşturdular. Bu modeli, vücudumuzdaki biyokimyasal ağların nasıl çalıştığına ışık tutan bir hücrenin farklı durumlarda hassasiyetini artırmak ve hangi teknikleri kullanabileceğini belirlemek için kullandılar.

OIST Araştırmacı Dr. Vudtiwat Ngampruetikorn: “Bu model karmaşık bir biyolojik sistemi ele alıyor ve basit, anlaşılabilir bir matematiksel çerçeveye çekiyor. Bunu, etraflarındaki dünyaya ve konuştukları diğer hücrelere bağlı olarak, hücrelerin enerji bütçelerini nasıl harcayabileceklerini birbirinden ayırmak için kullanabiliriz.”

Bilim insanları bu biyolojik soruya niceliksel bir araç seti getirerek biyologlara farklı bir bakış açısına sahip olduklarını keşfettiler.

Profesör Greg Stephens: “İki disiplin birbirini tamamlıyor. Biyologlar bir alana odaklanma ve ayrıntılara derinlemesine bakarken, fizikçiler; tüm sistemlerde desenleri basitleştiriyor ve arıyor. Nicel modellerimizin çok soyut olmadığından ve önemli ayrıntıları içerdiğinden emin olmak için birlikte çalışmamız önemlidir.”

Bilim insanları bu süreçte, hücreyi temsil eden bir bilgisayar modeli yarattılar. Hücrenin; hücre dışındaki ortama yanıt veren iki sensörü (veya bilgi işlem birimi) vardı. Sensörler dışarıdan bir moleküle veya iyona bağlanabilir veya bağlanmamış olabilir. Hücrenin dışındaki kimyasal kokteyldeki molekül veya iyon sayısı değiştiğinde sensörler yanıt verir ve bu değişikliklere bağlı olarak yeni bir moleküle veya iyona bağlanır. Bu, hücrenin dış dünya hakkında bilgi edinmesini sağladı ve böylece bilim insanlarının hassasiyetini neyin etkileyebileceğini ölçmelerine izin verdi.

Bilim insanları; hücrenin enerji tüketmesine ve iki sensörün etkileşime girmesine izin vermenin, hücrenin daha yüksek bir hassasiyet seviyesine ulaşmasına yardımcı olup olmadığına baktı. Ayrıca, bunun bir etkisi olup olmadığını görmek için diğer iki bileşeni değiştirmeye karar verdiler.

Önceki araştırmalar, enerji tüketimi ve sensör etkileşimlerinin hücre duyarlılığı için önemli olduğunu bulmuştu, ancak bu araştırma bunun her zaman doğru olmadığını kanıtladı. Bazı durumlarda (kimyasal kokteylin gürültü seviyesi düşükse ve farklı kimyasallar arasındaki korelasyonlar yüksekse) bilim insanları; hücrenin enerji tüketmesine ve sensörlerin etkileşime girmesine izin vermenin daha yüksek hassasiyet seviyesine yardımcı olduğunu keşfettiler. Ancak, diğer durumlarda (daha yüksek bir gürültü seviyesi gibi…) durum farklıydı.

Profesör Stephens: “Bu bir radyoyu ayarlamak gibi; çok fazla statik (veya gürültü) varsa, radyoyu açmak (veya bu durumda sinyali enerji ve etkileşimlerle yükseltmek) iyi olmaz.”

Her ne kadar bilim insanları hücrelerin çevrelerine nasıl tepki verdiğine bakmaya karar verseler de, modellerinin genel çerçevesinin biyolojik dünyadaki algılama stratejilerine ışık tutmak için kullanılabileceğini vurguladılar.

Profesör Stephens: “İzole edilmiş bireysel sistemleri karakterize etmek için çok fazla çaba harcanırken, ortak ilkeleri aramak için çok daha az çalışma var. Bu ilkeleri bulabilirsek, yaşam sistemlerinin hücre iletişiminden ve beyinden hayvan davranışlarına ve sosyal etkileşimlere nasıl işlediğine dair anlayışımızı yenileyebiliriz.”

Spread the love

Koronavirüslü Akciğerin 3D Görüntüsü Paylaşıldı!

Previous article

İlk Kez Koronavirüs’ün Sağlıklı Hücrelere Saldırdığı Anların Görüldüğü Fotoğraflar Yayınlandı

Next article

Comments

Leave a reply

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Login/Sign up