seorang ahli fisika lawrence Livermore National Laboratory dan rekan-rekannya telah menemukan sebuah aplikasi baru untuk alat dan matematika biasanya digunakan dalam fisika untuk membantu memecahkan masalah dalam biologi.
Secara khusus , tim menggunakan mekanika statistik dan pemodelan matematika untuk menjelaskan sesuatu yang dikenal sebagai memori epigenetik - bagaimana suatu organisme dapat membuat memori biologis beberapa kondisi variabel , seperti kualitas gizi atau suhu .
"Pekerjaan menyoroti sifat interdisipliner biologi molekuler modern, khususnya, bagaimana alat dan model dari matematika dan fisika dapat membantu memperjelas masalah dalam biologi , " kata Ken Kim , seorang ahli fisika LLNL dan salah satu penulis dari makalah yang muncul di 7 Februari Physical Review Letters .
Tidak semua karakteristik organisme hidup dapat dijelaskan oleh gen mereka sendiri . Proses epigenetik bereaksi dengan sensitivitas yang besar gen ' langsung lingkungan biokimia - dan selanjutnya , mereka melewati reaksi-reaksi tersebut ke generasi berikutnya .
Pekerjaan tim pada dinamika modifikasi protein histon merupakan pusat epigenetik . Seperti perubahan genetik , perubahan epigenetik yang diawetkan ketika sel membelah . Protein histon yang pernah dianggap statis , komponen struktural dalam kromosom , tetapi studi terbaru menunjukkan bahwa histon memainkan peran penting dalam dinamika mesin yang bertanggung jawab untuk regulasi epigenetik .
Ketika histon mengalami perubahan kimia ( modifikasi histon ) sebagai hasil dari beberapa stimulus eksternal , mereka memicu memori biologis jangka pendek stimulus bahwa dalam sel , yang dapat diwariskan kepada sel anak . Memori ini juga dapat dikembalikan setelah siklus pembelahan sel beberapa .
Modifikasi epigenetik sangat penting dalam pengembangan dan fungsi sel , tetapi juga memainkan peran kunci dalam kanker, menurut Jianhua Xing , seorang mantan Postdoc LLNL dan profesor saat ini di Virginia Tech . " Misalnya , perubahan epigenome dapat menyebabkan aktivasi atau deaktivasi jalur sinyal yang dapat menyebabkan pembentukan tumor , " tambah Xing .
Mekanisme memori epigenetik yang mendasari molekul melibatkan interaksi kompleks antara histon , DNA dan enzim , yang menghasilkan pola modifikasi yang diakui oleh sel . Untuk mendapatkan informasi tentang sistem yang kompleks seperti , tim membangun model matematika yang menangkap fitur penting dari memori epigenetik histon - diinduksi . Model ini menyoroti " engineering " menantang sel terus-menerus harus hadapi selama pengakuan molekul . Hal ini sejalan dengan memulihkan gambar dengan bagian yang hilang . Sifat molekul spesies telah evolusioner dipilih untuk memungkinkan mereka untuk " alasan " apa bagian yang hilang didasarkan pada pola informasi yang tidak lengkap yang diwariskan dari sel induk .
No comments:
Post a Comment