Jedes Mal, wenn Sie duschen, können Sie beobachten, wie sich kleine Wassertropfen zu größeren Tropfen verbinden.
An Forscher der Universität Erlangen -Nürnberg (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, FAU), das Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin (MPZPM) und das Institut für Physik komplexer Systeme. Max Planck in Dresden (Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme, MPI-PKS) konnte ein statistisches Modell entwickeln, um die Entstehung, Dynamik und Mechanik solcher Zellkolonien zu beschreiben.
Wenn Bakterien neue Territorien erobern, einsEine ihrer ersten Aufgaben besteht darin, mikroskopisch kleine Kolonien zu vereinen und zu bilden. Innerhalb dieser Gemeinschaften sind Mikroorganismen besser vor äußeren Einflüssen, Antibiotika und anderen negativen Einflüssen geschützt als einzeln. Daher sind sie in dieser Form für Menschen und andere Organismen gefährlicher. Dies gilt auch für Gonokokken (Neisseria gonorrhoeae), die innerhalb weniger Stunden auf der menschlichen Haut (Schleim) Ansammlungen kugelförmiger Zellen bilden, die aus mehreren tausend Einzellern bestehen.
Wie viele andere Bakterien, NeisseriaGonorrhoe haben lange, bewegliche filamentöse Prozesse - getrunken. Sie verwenden sie, um sich an Oberflächen zu befestigen und sich zu bewegen. Sie helfen Bakterien, miteinander zu interagieren und sich zu Kolonien zu verbinden. Unter einem Mikroskop ähnelt dieser Prozess der Verschmelzung von Wassertröpfchen.
Forschern aus Erlangen und Dresden ist es nun gelungen, dieses Verhalten von N. gonorrhoeae mathematisch zu beschreiben. Bildnachweis: Hui-Shun Kuan / FAU.
In einem gemeinsamen Projekt unter der Leitung eines PostdocsHui-Shun Kuan (FAU), Wolfram Penisch (Postdoc der Universität Cambridge), Professor Frank Yulicher (MPI-PKS) und Professor Vasily Zaburdaev, Leiter des Instituts für Mathematik der Naturwissenschaften an der FAU, haben eine Theorie entwickelt, um diese Prozesse mit Methoden der statistischen Physik zu beschreiben. Sie nutzen die Kräfte, die zwischen Bakterien durch Pili wirken, als Ausgangspunkt für ihr Modell. So konnten sie die Entwicklung der Kolonien mathematisch rekonstruieren. Der Prozess ähnelt der Kondensation einer Flüssigkeit oder der Trennung von zwei Phasen wie Wasser und Öl. Wenn die Anzahl der Bakterien pro Flächeneinheit eine bestimmte Grenze überschreitet, verbinden sie sich spontan und bilden einen dichten Klumpen, der von nur wenigen einzelnen Zellen umgeben ist.
Diese Zelltröpfchen sind viskoelastisch:Sie reagieren elastisch auf schnelle Verformungen und bewegen sich über einen langen Zeitraum wie eine viskose Flüssigkeit. Das geeignete Verhalten hängt davon ab, ob das Netz aus ineinander verschlungenen Sägen Zeit zum Wiederaufbau hat. Das Modell der Forscher zeigt die zentrale Rolle dieser filamentösen Projektionen bei der Koloniebildung und wie sie ihre mechanischen Eigenschaften bestimmen.
Die erhaltenen Ergebnisse können ebenso verallgemeinert werden wiewird verwendet, um die Mechanik und Dynamik dichter Zellklumpen wie fester Tumoren oder Gewebe zu beschreiben. Somit kann die Theorie Ärzten helfen, potenzielle Ziele zu identifizieren, um die Bildung von Bakterienkolonien oder Tumoren mit neuen Wirkstoffen zu verlangsamen oder sogar zu stoppen.
Neisseria gonorrhoeae Bakterienarten,Der Erreger der sexuell übertragbaren Gonorrhoe bildet innerhalb weniger Stunden große Kolonien mit mehreren tausend Zellen. Bildnachweis: Nicholas Bie / Brooklyn College
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Eine Art von gramnegativen Diplokokken der Gattung Neisseria. Sie verursachen Gonorrhoe - eine anthroponale Geschlechtsinfektion, die durch eine eitrige Entzündung der Schleimhäute, häufiger des Urogenitalsystems, gekennzeichnet ist.
Postdoc ist ein Forscher, der einen Kandidaten für die Wissenschaft / Promotion erhalten oder eine Promotion erfolgreich verteidigt hat und eine akademische Karriere verfolgen möchte.
Der Begriff "feste Bildung" (Krebs) kommt in vorOnkologie ziemlich oft. Dies ist der Name einer Tumorbildung, die sich aus ihren eigenen Elementen oder anderen Zellen bildet und klare Formen und Grenzen aufweist. Ihr auffälliges Merkmal ist die klare Lokalisierung und Unterteilung in zwei Kategorien: gutartig und bösartig.