研究人員可以跟蹤細胞內的忙碌生活

活細胞不斷移動。它們四處移動并分開，它們負責在自身內部運輸分子?，F在，SDU的研究人員已經開發(fā)出一種方法，可以成為這種繁忙交通的旁觀者。該方法對疾病研究特別重要。我們體內的每個細胞都在不斷活躍。細胞中居住著無數不同的分子，它們不知疲倦地相互作用，以保持機器 - 你的身體 - 前進。

在一分鐘的過程中，細胞內的幾乎所有分子都已移動以在細胞中執(zhí)行各種任務。“細胞內部有很多活動和大量的交通。這實際上是科學中最神秘的一個問題：這些恒定的分子運輸過程如何能夠以如此精確和協調的方式進行，”研究人員Achim Schroll和DanielWüstner來自大學。丹麥南部問。

Achim Schroll是應用數學教授，數學和計算機科學系。DanielWüstner是生物化學與分子生物學系的副教授兼首席研究員。他們與數學和計算機科學系的博士生Christian V. Hansen一起開發(fā)了一種新模型，可以監(jiān)控單個細胞內的活躍交通。他們的工作發(fā)表在“ 計算與可視化科學”雜志上。

錯誤的運動可能是致命的

該模型很重要，因為有時分子運輸過程不能很好地進行，這可能會導致疾病。“后果可能是致命的。許多疾病的發(fā)展是因為運輸受到干擾或者蛋白質在細胞中聚集。在老年癡呆癥，帕金森癥和亨廷頓病等疾病中也是如此。因此研究細胞中的分子活動非常重要，”丹尼爾說。 Wüstner。

研究人員通過在顯微鏡下研究活細胞開始他們的工作，并觀察溫度和生化反應等因素如何使分子在細胞內移動。這些觀察結果被“翻譯”成基于微分方程的數學模型。“因此，我們現在有了一個計算機模型，可以讓我們對活細胞內部的情況進行模擬。我們知道術語”體內“和”體外“(在生物體內和試管中) - 這里我們在“計算機”中檢查事物;在計算機中，“Achim Scholl解釋說。

研究人員究竟做了什么?

可以使分子點亮綠色，這樣你就可以在顯微鏡下看到它們。它們將顯示為綠色質量，表明您正在查看充滿綠色分子的細胞。

有關詳細信息，研究人員在電池內部安裝了一個開/關開關。每次移動的分子通過開關時，其綠色都會被關閉。漸漸地，細胞中越來越多的分子變得黑暗 - 這表明越來越多的分子通過開關。

這種流量被“翻譯”成數學模型，因此研究人員現在可以使用計算機來研究細胞中的分子流量，看看如果條件發(fā)生變化會發(fā)生什么。一個例子可能是膜變得難以穿透分子，因此它們需要更長的時間才能到達開關。

實時地，大多數分子通過開關大約需要一分鐘。大約10分鐘后，所有人都通過了，沒有更多的綠燈可以看到。

大多數分子快速通過，而某些條件會減慢最后的分子。一個原因是某些分子與特定結構結合得更強。另一個原因可能是他們必須通過障礙。

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