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      科學(xué)家們提出了一種新的細(xì)胞專業(yè)化模型
      
			
      
				2019-03-19 10:04:40
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      高等經(jīng)濟(jì)學(xué)院的數(shù)學(xué)家開發(fā)了一個(gè)模型，解釋了如何在資源限制的背景下出現(xiàn)細(xì)胞專業(yè)化。結(jié)果發(fā)表在PLOS ONE期刊上。
      

      科學(xué)家們提出了一種新的細(xì)胞專業(yè)化模型
      

      勞動(dòng)分工和職能專業(yè)化細(xì)胞在不同層次細(xì)胞組織的表現(xiàn)。即使在簡單的多細(xì)胞生物(例如，藍(lán)細(xì)菌，分枝桿菌，多細(xì)胞酵母)中，也可以觀察到兩種類型的特化：當(dāng)細(xì)胞負(fù)責(zé)生存時(shí)，體細(xì)胞，當(dāng)細(xì)胞僅負(fù)責(zé)繁殖時(shí)，生殖。關(guān)于細(xì)胞特化如何發(fā)生的問題不僅對生物學(xué)家而且對構(gòu)建生物過程模型的數(shù)學(xué)家都有意義。然而，在進(jìn)化生物學(xué)中用于描述最簡單的多細(xì)胞生物體中發(fā)生的過程的許多專業(yè)化模型具有許多缺點(diǎn)。例如，他們沒有考慮環(huán)境對系統(tǒng)的影響。
      

      在一篇題為“在不同的繁殖力和生存率以及資源限制條件下建立細(xì)胞群的功能特化”的文章中，來自蒙特利爾高等經(jīng)濟(jì)學(xué)院和魁北克大學(xué)的科學(xué)家提出了一個(gè)模型，該模型解釋了細(xì)胞專業(yè)化產(chǎn)生的條件。資源限制。
      

      今天最常見的模型之一屬于Richard Michod。它假設(shè)相同的細(xì)胞表現(xiàn)出相同程度的活力和繁殖力。“這種理想的細(xì)胞分布在生命系統(tǒng)中難以想象。此外，系統(tǒng)不能孤立存在，因?yàn)樗偸鞘艿江h(huán)境的影響，”高等經(jīng)濟(jì)學(xué)院教授Fuad Aleskerov說。“我們的模型顯示，在資源限制方面，專業(yè)化的發(fā)生是為了幫助整個(gè)機(jī)構(gòu)在當(dāng)前的環(huán)境參數(shù)下更有效率。”
      

      研究人員考慮了一種模型，其中需要不同數(shù)量的資源來執(zhí)行體細(xì)胞和生殖功能(為簡單起見，陽光被視為資源)。
      

      假設(shè)為了執(zhí)行體細(xì)胞功能，身體需要1焦耳(J)，而為了執(zhí)行生殖功能，需要5J。來自外部環(huán)境的輸入是4 J.在這種情況下，單元將專門用于確保整個(gè)系統(tǒng)有效工作的方式。由于需要較少的能量，負(fù)責(zé)生存力的細(xì)胞數(shù)量將增加。該模型在多大程度上與現(xiàn)實(shí)相對應(yīng)，這仍然是生物學(xué)家要驗(yàn)證的問題。
      

      除了考慮一般資源限制外，所提出的模型還考慮了原生動(dòng)物多細(xì)胞生物生物學(xué)的其他方面，高等經(jīng)濟(jì)學(xué)院的研究生Denis Tverskoy說。特別是，該模型考慮了生殖和軀體功能對生物有效性的重要性參數(shù)。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，在某些類型的環(huán)境中，體細(xì)胞功能可能比其他環(huán)境功能更重要。此外，該模型允許細(xì)胞初始分化的可能性，其發(fā)生在胚胎發(fā)育階段，這是由于特殊調(diào)節(jié)基因或外部化學(xué)刺激的作用。
      
			

			
        
      
			
      
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