چگونه سلول‌ها بدون دستور خود را بازسازی می‌کنند؟
پژوهشگران مرکز دینامیک و سازماندهی خودخواسته ماکس پلانک (MPI-DS)، در تحقیقی نوآورانه به درک بهتر این فرایند پرداخته‌اند، فرایندی که در آن ساختار‌های بیولوژیکی پیچیده از تعاملات ساده بین ذرات به وجود می‌آیند؛ کلید کشف این تیم علمی، در درک یک نوع خاص از تعاملات است که به آنها تعاملات غیرمتقابل می‌گویند. در این وضعیت، یک ذره به ذره دیگر جذب می‌شود، اما ذره دوم واکنش عکسی نشان می‌دهد و آن را دفع می‌کند، چنین تعاملاتی می‌توانند الگو‌های فعالیتی پیچیده‌ای را در سیستم القا کنند.
بسیاری از سیستم‌ها، چه یک شرکت چه یک جامعه یا حتی یک کشور، زمانی بهترین عملکرد را دارند که هر عضو آن نقش مشخصی را به عهده بگیرد و این نوع سازماندهی موثر اغلب نیازمند آرایش مکانی مناسب است؛ آرایشی که می‌تواند از قوانین ثابتی پیروی کند یا به طور طبیعی از طریق فرآیند‌هایی مانند یادگیری و خودسازمان‌دهی شکل گیرد.
لایا پرکاوسی، نویسنده اصلی این مطالعه، توضیح می‌دهد: «در سیستم‌های غیرفعال، تعاملات تصادفی بین ذرات متوازن هستند و منجر به تشکیل الگو‌های پایدار می‌شوند. اما وقتی تعاملات غیرمتقابل را وارد می‌کنیم، می‌توانیم سیستم را فعال کنیم و الگو‌های متنوعی از سازماندهی را بدست آوریم.»
سیستم غیرفعال، سیستمی بدون فعالیت خودجوش، فقط با تعاملات متقارن و تعادلی بین ذرات است و وقتی تعاملات نامتقارن (غیرمتقابل) به آن افزوده می‌شوند، سیستم دیگر در تعادل نیست و می‌تواند رفتار‌های پیچیده و پویا از خود نشان دهد در نتیجه به سیستمی فعال تبدیل می‌شود.
ناویدیپ رانا، نویسنده دیگر این مقاله، می‌گوید: «با تنظیم میزان غیرمتقابل بودن تعاملات، می‌توانیم سیستم را به حالت‌های مختلفی برسانیم. این حالت‌ها می‌توانند شامل چگالش‌های مولکولی درون سلول یا امواج اطلاعاتی متحرک باشند که در فرایند‌های سیگنال‌دهی سلولی نقش دارند.»
این تحقیق مسیر جدیدی را برای درک نحوه شکل‌گیری الگو‌ها و ساختار‌های زیستی پیچیده فراهم می‌کند و به ما کمک می‌کند تا بفهمیم چگونه سلول‌ها می‌توانند بدون دستور مستقیم از بیرون، خود را سازماندهی کنند. این دانش می‌تواند در آینده به برنامه‌نویسی هوشمند سلول‌ها، توسعه سیستم‌های زیستی مصنوعی و حتی طراحی دارو‌های هدفمند کمک کند.
انتهای پیام/
