Amikor az élet elkezdődik, egy őrült forgószél kezdődik. Ez nem költészet vagy filozófia. Ez tudomány.
Miután a petesejt megtermékenyült, fehérje milliárdok ömlenek át a felületén, felszabadítva a kavargó minták szédítő kaszkádját. Ezek a spirálívek a születő sejtosztódás alapvető részét képezik.
“A petesejt hatalmas sejt, és ezeknek a fehérjéknek együtt kell működniük, hogy megtalálják a központjukat, hogy a sejt tudja, hol oszlik meg többször egy szervezet kialakulásához” – mondja Nikta Fakhri fizikus, a Massachusettsi Műszaki Intézet munkatársa.
“E hullámképző fehérjék nélkül nem lenne sejtosztódás.”
Egy új tanulmányban Fakhri és kutatótársai megvizsgálták, hogy néznek ki ezek az örvényhullámok, tanulmányozva a tengeri csillag petesejtek (Patiria miniata) sejtmembránján történő terjedési mintázatukat.
A tengeri csillag petesejtek biológiájának megértése mellett a kutatók azt akarták megtudni, hogy ezek a minták miként hasonlíthatók össze más típusú rendszerek hasonló hullámjelenségeivel – példák arra, amelyeket a fizikusok topológiai hibáknak neveznek.
Mint a kutatók a cikkben kifejtik, hasonló típusú turbulens viselkedés figyelhető meg mind fizikai, mind biológiai anyagban. A kozmológiától a végtelenig terjedő skálán, a bolygó légkörben kavargó örvényektől a szív és az agy bioelektromos jeléig.
Bár a hasonlóságok nyomon követhetők, természetük továbbra is feltáratlan.
“A topológiai hibák és azok funkcionális következményeinek megértésében elért jelentős előrelépés ellenére még nem világos, hogy az ilyen topológiai struktúrákat szabályozó statisztikai törvények a klasszikus és a kvantum rendszerekben kiterjednek-e egy élőlényre is” – magyarázzák a szerzők.
Spirális hullámok a tengeri petesejtekben. (MIT)
Tengeri csillaggal végzett kísérletei során a csapat bemutatott egy hormont, amely utánozza a petesejtek megtermékenyülésének kezdetét, amelyben az Rho-GTP nevű fehérjét jelző hullámok egyszerre több percig pulzálnak a membránon, és az eredményeket a fluoreszcens festékek segítségével mikroszkóp alatt jelenítik meg. amelyek csatlakoznak a Rho-GTP-hez.
A hormonális ravasz koncentrációjának megváltoztatásával a kutatók sok örvénylő spirált figyeltek meg a petesejt teljes felületén.
“Tehát létrehoztunk egy kaleidoszkópot különböző modellekből, és megvizsgáltuk azok dinamikáját” – mondja Fakhri.
A hullámszerkezetek fázissebességének rögzítése és elemzése után a kutatók szerint az ezekben a tengeri csillag tojásokban megfigyelt élet kezdetei a bakteriális turbulencia és a Bose-Einstein kondenzátumok kvantumrendszereinek dinamikájához hasonlítanak.
Az eredményeket a Physics Nature folyóirat ismerteti.
Források: Fotó: MIT
