hirdetés
hirdetés

Segíthet-e a matematika testünk megértésében?

A közelmúltban jelent meg egy Proceedings of the National Academy of Sciences neves amerikai szaklapban a michigani és a berkeley-i egyetem kutatóinak cikke, amely a sejtek működésének egy matematikai modelljét ismerteti.

hirdetés

„Mi alakítja ki azt, hogy egyes sejtcsoportokból májszövet, másokból izomszövet lesz? Hogyan „adnak életet” a gének a fehérjéknek, a fehérjék a sejteknek, a sejtek a szövetnek és a szerveknek?” - tette fel a kérdést két kutató matematikus az elmúlt években.

Az elméletükkel választ akartak találni arra, hogy lesz a genetikai információból és a gének interakciójából konkrét sejtműködés az egyes speciális szövetcsoportok esetében. A teória természetesen idealizált körülményekre érvényes. Elemei és egyes lépései azonban segítenek feltárni, mi zajlik a sejtek szintjén. Mivel az elmélet egészséges és beteg sejtekre egyaránt alkalmazható, segíthet a kóros működés, ezen keresztül pedig pl. a malignus betegségek megértéséhez.  

Fenti közlemény Indika Rajapakse, a michigani egyetem adjunktusának és Stepen Smale berkeley-i  professzor emeritus közös munkájuk során egészen Alan Turingig nyúltak vissza. A „Turing bombáról” híres brit matematikus a II. világháború egyik legnagyobb kódfejtője volt. (Kezdetleges számítógépe segítségével törték fel a nácik rejtjeleit.) Kiemelten érdekelték a természetes fejlődést szabályozó folyamatok, pl.: hogyan lesz az embrióból újszülött vagy hogy mi szabályozza a zebra csíkosságát?

Rajapakse bioinformatikai kutatócsoportjában munkájában Turing számításait, módszereit alapul véve a humán genom dinamikájának háromdimenziós modellezését tűzték ki célul, biokémiai és nagy felbontású képalkotó modalitások felhasználásával.

A nyugdíjazott, de a kutatásban jelenleg is aktív Smale professzor a dinamikus rendszerek modellezésének úttörője. 1966-ban nyerte el a matematika legrangosabb kitüntetését, a Fields Medalt. Rajapakse-szel közös munkájuk során kezdték el kidolgozni a humán genom és a DNS dinamikus rendszerként való leírását. Elméletük alapja, hogy a sejtekben tárolt DNS élethosszig egyfajta, szabályozása pedig matematikailag is értelmezhető. Bizonyos hatásokra a sejt „leolvassa” a DNS-ek egy-egy szakaszát, hogy fehérjéket tudjon szintetizálni. Számításokkal bizonyítható, hogy a sejtek a fejlődéshez és a többi sejttel való interakcióhoz hálózatokat képeznek, és ezeknek, mint minden hálózatnak, vannak csomópontjai, kitüntetett gócai. Arra már Turing is rájött, hogy a szabályozó gócok nem statikusak, dinamikusan változik, hogy mikor melyik csomópont aktív. E dinamikus rendszer résztvevői a (ideális esetben) változatlan szerkezetű gének, vagy nyugvó vagy aktív állapotban. A változást, jelen esetben a génexpressziót, külső tényezők, pl. környezeti vagy epigenetikus hatások szabják meg.

A kutatás terjeszkedik. Rajapakse a jövőben ezen két kérdésre fókuszál: daganat sejt képződés, sejtciklus újraprogramozás. Mint az közismert, a daganatos sejtek a sejtciklus kisiklása során keletkeznek. Újabb módszerekkel a korlátlan osztódásra képes pluripotens sejtek dedifferenciációja lesz a cél. További, megválaszolásra váró kérdés, hogy mit csinál a sejt vészhelyzetben vagy hogy a folyamat megváltoztatásakor milyen reakciók lépnek fel.

„A sejtciklus egy gyönyörűen szabályozott, precíz folyamat. Ha sikerülne megérteni a szabályozását, akkor egy számítógépes, matematikai modell írására is lenne lehetőség. A végső cél a matematikán keresztül megérteni a biológiai működést”

 

Forrás: Science Daily

H. J. S.
a szerző cikkei

hirdetés
Olvasói vélemény: 0,0 / 10
Értékelés:
A cikk értékeléséhez, kérjük először jelentkezzen be!
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés

blog

Egy 57 éves, frissen kezelni kezdett hypertoniás, dohányzó férfibetegnél korábban, hegymenetben jelentkezett már anginaszerű panasza, ami miatt kardiológushoz előjegyezték. Most favágás közben jelentkezett retrosternalis szorító-markoló fájdalom.

Amennyiben a képalkotó szakemberek számára rendelkezésre áll egy iPhone vagy egy iPad készülék, rengeteg minőségi radiológia-orientált alkalmazás közül választhatnak. A más operációs rendszert használók számára jelenleg sokkal korlátozottabbak a lehetőségek.

Úgy látszik, a fül- orr- gégészetet egyre szorosabb szálak fűzik össze a babasamponnal. Most kiderült, hogy alkalmas nasenendoscopia, azaz orrtükrözés során páramentesítésre is, legalábbis thaiföldi kollégák szerint.

Azok számára, akik tudják, mik a gyógyszer hatóanyagai, a mélyvénás trombózis miatti halálesetekről szóló hír nem annyira meglepő. A Diane kombinációban tartalmaz ciproteron-acetátot és az etinil-ösztradiolt.