Cada vez que te duchas, podrás ver cómo pequeñas gotas de agua se combinan para formar gotas más grandes.
A los investigadores de la Universidad de Erlangen:Nuremberg (Universidad Friedrich-Alexander de Erlangen-Nuremberg, FAU), el Centro Max Planck de Física y Medicina (Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin, MPZPM) y el Instituto de Física de Sistemas Complejos. Max Planck en Dresde (Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme, MPI-PKS) pudo desarrollar un modelo estadístico para describir la formación, la dinámica y la mecánica de dichas colonias celulares.
Cuando las bacterias conquistan nuevos territorios, unouna de sus primeras tareas es unirse y formar colonias microscópicas. Dentro de estas comunidades, los microorganismos están mejor protegidos de fuerzas externas, antibióticos y otras influencias negativas que individualmente. Por tanto, de esta forma son más peligrosos para las personas y otros organismos. Esto también se aplica a los gonococos (Neisseria gonorrhoeae), que en pocas horas forman en la piel humana grupos de células esféricas (mocos), compuestos por varios miles de organismos unicelulares.
Como muchas otras bacterias, Neisseriagonorrhoeae tienen procesos filamentosos móviles largos - bebieron. Los usan para adherirse a superficies y moverse. Ayudan a las bacterias a interactuar entre sí y a unirse para formar colonias. Bajo un microscopio, este proceso se asemeja a la coalescencia de las gotas de agua.
Investigadores de Erlangen y Dresde ahora han logrado describir matemáticamente este comportamiento de N. gonorrhoeae. Crédito: Hui-Shun Kuan / FAU.
En un proyecto conjunto liderado por un postdoctoradoHui-Shun Kuan (FAU), Wolfram Penisch (Postdoctorado de la Universidad de Cambridge), el profesor Frank Yulicher (MPI-PKS) y el profesor Vasily Zaburdaev, Jefe del Departamento de Matemáticas de Ciencias Naturales de FAU han desarrollado una teoría para describir estos procesos utilizando métodos de física estadística. Utilizan las fuerzas que actúan entre las bacterias a través de pili como punto de partida para su modelo. Así pudieron reconstruir matemáticamente el desarrollo de las colonias. El proceso es similar a la condensación de un líquido o la separación de dos fases, como agua y aceite. Cuando el número de bacterias por unidad de área excede un cierto límite, se combinan espontáneamente y forman una gota densa rodeada por solo unas pocas células individuales.
Estas gotitas de células son viscoelásticas:responden elásticamente a una deformación rápida y se mueven como un fluido viscoso durante un largo período de tiempo. El comportamiento apropiado que exhiban depende de si la red de sierras entrelazadas tiene tiempo para reconstruirse. El modelo de los investigadores muestra el papel central de estas proyecciones filamentosas en la formación de colonias y cómo determinan sus propiedades mecánicas.
Los resultados obtenidos se pueden generalizar, así comose utiliza para describir la mecánica y la dinámica de grupos densos de células, como tumores sólidos o tejidos. Por lo tanto, la teoría puede ayudar a los médicos a identificar objetivos potenciales para ralentizar o incluso detener la formación de colonias bacterianas o tumores con nuevas sustancias activas.
Especies bacterianas de Neisseria gonorrhoeae,el agente causante de la gonorrea de transmisión sexual forma grandes colonias de varios miles de células en unas pocas horas. Crédito: Nicholas Bie / Brooklyn College
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Especie de diplococos gramnegativos del género Neisseria. Causan gonorrea, una infección venérea antropónica, caracterizada por una inflamación purulenta de las membranas mucosas, más a menudo del sistema genitourinario.
Postdoc es un investigador que ha recibido un Candidato de Ciencias / PhD o ha defendido con éxito un PhD y quiere seguir una carrera académica.
El término "formación sólida" (cáncer) se produce enoncología con bastante frecuencia. Este es el nombre de una formación de tumor que se forma a partir de sus propios elementos u otras células y tiene formas y límites claros. Su característica llamativa es una clara localización y división en dos categorías: benignas y malignas.