[ad_1]

Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) در مونیخ فیزیکدانان روش جدیدی را ارائه دادند که به شما امکان می دهد سیستم های مدل سازی بیولوژیکی را با استفاده از تجزیه و تحلیل ریاضی به طور منظم توصیف 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 خاص پروتئین های خاص تقسیم سلول ، مهاجرت سلول و رشد سلول را تنظیم می کند. این مدلها نتیجه فعل و انفعالات هماهنگ 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 سلولی متصل شوند یا مجتمع های چند جزئی مختلفی تشکیل دهند با توجه به پیچیدگی پویایی غیرخطی در این سیستم ها ، شکل گیری الگو تاکنون با استفاده از شبیه سازی های دیجیتال کارگر مورد مطالعه قرار گرفته است. فریدجوف براونز ، نویسنده اصلی گزارش جدید توضیح می دهد: “ما هم اکنون می توانیم ویژگی های اساسی شکل گیری الگو را مستقل از شبیه سازی با استفاده از محاسبات ساده و ساختارهای هندسی 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 اصلی که منجر به این نظریه شد ، تشخیص این بود که تغییر در تراکم محلی 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 می توانند مستقیماً از روابط توپولوژیکی بین این ساختارهای هندسی حاصل شوند ، 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.”

منبع تاریخچه:

مواد تهیه شده توسط دانشگاه لودویگ-ماکسیمیلیانس در مونیخ. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.

[ad_2]

منبع: khabar-erfan.ir