De fiecare dată când faceți un duș, puteți vedea cum picături mici de apă se combină pentru a forma picături mai mari.
Cercetători de la Universitatea din Erlangen-Nürnberg (Universitatea Friedrich-Alexander din Erlangen-Nürnberg, FAU), Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin (MPZPM) și Institutul Mussein-Sück pentru Fizica Sistemelor Complexe.Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme (MPI-PKS) din Dresda a reușit să dezvolte un model statistic pentru a descrie formarea, dinamica și mecanica unor astfel de colonii celulare.
Când bacteriile cuceresc noi teritorii, una dintre primele lor sarcini este să se unească și să formeze colonii microscopice.În cadrul acestor comunități, microorganismele sunt mai bine protejate de forțele externe, antibiotice și alte influențe negative decât indivizii.Prin urmare, în această formă, ele sunt mai periculoase pentru oameni și alte organisme.Acest lucru este valabil și pentru gonococi (Neisseria gonorrhoeae), care formeazăClustere de celule sferice pe pielea umană (mucus) constând din câteva mii de organisme unicelulare.
Ca multe alte bacterii, Neisseriagonoreele au procese filamentoase lungi și mobile - au băut. Le folosesc pentru a se atașa la suprafețe și a se deplasa. Ele ajută bacteriile să interacționeze între ele și să se lege între ele pentru a forma colonii. La microscop, acest proces seamănă cu coalescența picăturilor de apă.
Cercetătorii din Erlangen și Dresda au reușit acum să descrie acest comportament al N. gonorrhoeae matematic. Credit: Hui-Shun Kuan / FAU.
Într-un proiect comun condus de un postdocHui-Shun Kuan (FAU), Wolfram Penisch (Cambridge University Postdoc), profesorul Frank Yulicher (MPI-PKS) și profesorul Vasily Zaburdaev, șeful Departamentului de matematică al științelor naturale de la FAU au dezvoltat o teorie pentru a descrie aceste procese folosind metode de fizică statistică. Ei folosesc forțele care acționează între bacterii prin pili ca punct de plecare pentru modelul lor. Astfel, au reușit să reconstruiască matematic dezvoltarea coloniilor. Procesul este similar cu condensarea unui lichid sau separarea a două faze, cum ar fi apa și uleiul. Când numărul de bacterii pe unitate de suprafață depășește o anumită limită, acestea se combină spontan și formează o pată densă, înconjurată doar de câteva celule individuale.
Aceste picături de celule sunt viscoelastice:răspund elastic la deformarea rapidă și se mișcă ca un fluid vâscos pentru o perioadă lungă de timp. Comportamentul adecvat pe care îl prezintă depinde de dacă rețeaua de ferăstrău împletit are timp să se reconstruiască. Modelul cercetătorilor arată rolul central al acestor proiecții filamentoase în formarea coloniilor și modul în care acestea determină proprietățile lor mecanice.
Rezultatele obținute pot fi generalizate, precum șifolosit pentru a descrie mecanica și dinamica aglomerărilor dense de celule precum tumori solide sau țesuturi. Astfel, teoria poate ajuta medicii să identifice potențiale ținte pentru încetinirea sau chiar oprirea formării coloniilor bacteriene sau a tumorilor cu substanțe active noi.
Specii bacteriene Neisseria gonorrhoeae,agentul cauzal al gonoreei cu transmitere sexuală formează colonii mari de câteva mii de celule în câteva ore. Credit: Nicholas Bie / Brooklyn College
Citeste mai mult
Avortul și știința: ce se va întâmpla cu copiii care vor naște
Oamenii de știință dezvoltă un nou tip de computer cuantic optic
Numită o plantă care nu se teme de schimbările climatice. Hrănește un miliard de oameni
O specie de diplococi gram negativi din genul Neisseria. Acestea provoacă gonoree - o infecție venerică antroponică caracterizată prin inflamația purulentă a membranelor mucoase, mai des a sistemului genito-urinar.
Postdoc este un cercetător care a primit un candidat la științe / doctorat sau a susținut cu succes un doctorat și dorește să urmeze o carieră academică.
Termenul "formare solidă" (cancer) apare înoncologie destul de des. Acesta este numele unei formațiuni tumorale care se formează din propriile elemente sau din alte celule și are forme și limite clare. Caracteristica lor izbitoare este localizarea clară și împărțirea în două categorii: benigne și maligne.