Minden alkalommal, amikor zuhanyoz, láthatja, hogy a kis vízcseppek hogyan alkotnak nagyobb cseppeket.
Az Erlangeni Egyetem kutatóinakNürnberg (Friedrich-Alexander Egyetem Erlangen-Nürnberg, FAU), a Max Planck Fizikai és Orvostudományi Központ (Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin, MPZPM) és a Komplex Rendszerek Fizikai Intézete. Max Planck Drezdában (Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme, MPI-PKS) képes volt statisztikai modellt kidolgozni az ilyen sejttelepek kialakulásának, dinamikájának és mechanikájának leírására.
Amikor a baktériumok új területeket hódítanak meg, egyegyik első feladatuk az egyesülés és a mikroszkopikus méretű kolóniák kialakítása. Ezekben a közösségekben a mikroorganizmusok jobban védettek a külső erőkkel, antibiotikumokkal és egyéb negatív hatásokkal szemben, mint egyenként. Ezért ebben a formában veszélyesebbek az emberekre és más szervezetekre. Ez vonatkozik a gonococcusokra (Neisseria gonorrhoeae) is, amelyek néhány órán belül több ezer egysejtű szervezetből álló, gömb alakú sejtcsoportokat alkotnak az emberi bőrön (nyálkában).
Mint sok más baktérium, a Neisseria isa gonorrhoea-nak hosszú, mozgékony szálas folyamatai vannak - ittak. Ezek segítségével rögzítik a felületekre és mozoghatnak. Segítenek a baktériumoknak kölcsönhatásban állni és összekapcsolódni, hogy telepeket képezzenek. Mikroszkóp alatt ez a folyamat hasonlít a vízcseppek koaleszcenciájára.
Erlangen és Drezda kutatóinak most sikerült matematikailag leírniuk N. gonorrhoeae ezen viselkedését. Hitel: Hui-Shun Kuan / FAU.
A postdoc által vezetett közös projektbenHui-Shun Kuan (FAU), Wolfram Penisch (Cambridge University Postdoc), Frank Yulicher professzor (MPI-PKS) és Vasily Zaburdaev professzor, a FAU Természettudományi Matematika Tanszékének vezetője elméletet dolgoztak ki e folyamatok leírására a statisztikai fizika módszereivel. Modelljük kiindulópontjaként a baktériumok között a pilin keresztül ható erőket használják. Így matematikailag rekonstruálni tudták a telepek fejlődését. Az eljárás hasonló a folyadék kondenzálásához vagy két fázis, például víz és olaj elválasztásához. Amikor az egységnyi területre jutó baktériumok száma meghalad egy bizonyos határt, spontán módon egyesülve sűrű foltot képeznek, amelyet csak néhány egyedi sejt vesz körül.
Ezek a sejtcseppek viszkoelasztikusak:rugalmasan reagálnak a gyors deformációra, és viszkózus folyadékként hosszú ideig mozognak. Az általuk tanúsított megfelelő viselkedés attól függ, hogy az összefonódott fűrészek hálójának van-e ideje újjáépíteni. A kutatók modellje bemutatja ezen fonalas vetületek központi szerepét a kolóniák kialakulásában és azt, hogy ezek hogyan határozzák meg mechanikai tulajdonságait.
A kapott eredmények általánosíthatók, valamintsűrű sejtcsomók, például szilárd daganatok vagy szövetek mechanikájának és dinamikájának leírására szolgál. Így az elmélet segíthet az orvosoknak azonosítani a potenciális célpontokat a bakteriális telepek vagy daganatok kialakulásának lassítására vagy akár megállítására új hatóanyagok felhasználásával.
Neisseria gonorrhoeae baktériumfajok,a nemi úton terjedő gonorrhoea kórokozója néhány órán belül több ezer sejtből álló nagy telepeket képez. Hitel: Nicholas Bie / Brooklyn College
Olvass tovább
Abortusz és tudomány: mi lesz a gyerekekkel, akik szülni fognak
A tudósok új típusú optikai kvantum számítógépet fejlesztenek ki
Olyan növénynek nevezték el, amely nem fél a klímaváltozástól. Milliárd embert táplál
A Neisseria nemzetség gram-negatív diplococcusainak faja. Gonorrhoát okoznak - antroponikus nemi fertőzést, amelyet a nyálkahártyák gennyes gyulladása jellemez, gyakrabban az urogenitális rendszer.
A Postdoc olyan kutató, aki tudományos kandidátust / PhD-t kapott, vagy sikeresen megvédte a PhD-t, és tudományos karriert akar folytatni.
A "szilárd képződés" (rák) kifejezés aonkológia elég gyakran. Ez a neve annak a daganatképződésnek, amely a saját elemeiből vagy más sejtjeiből alakul ki, és amelynek világos formái és határai vannak. Feltűnő jellemzőjük az egyértelmű lokalizáció és két kategóriába sorolás: jóindulatú és rosszindulatú.