Matematický model toku energie bunky nám muze pomoci pochopit nemoc

Výzkumníci vyvíjejí matematický prístup k modelování toho, jak fungují bunky, které sledují tok energie v biochemických sítích.
Bunky obsahují tisíce ruzných enzymu, které ovládají vzájemne propojené síte biochemických reakcí hierarchicky.

Chcete-li pochopit, jak fungují bunky, vedci musí spojit informace z ruzných oblastí, vcetne chemických, elektrických a mechanických. Energie je spolecnou menou techto domén.

Nový model umoznuje vedcum shromázdit a reprezentovat ruzné domény bunky v rámci stejného sjednocujícího matematického popisu.

Jedná se o vytvorení týmu pod vedením prof. Petra Gawthropa z Laboratore systému biologie na Melbournské univerzite v Austrálii.

Vedci popisují model - a jak ho aplikovali na proces, který produkuje energii ve svalových bunkách - v príspevku publikovaném v Sborník královské spolecnosti A.

Studie se jeví jako významný krok v systémové biologii - oboru, jehoz cílem je vyresit problémy týkající se lidských onemocnení pomocí pocítacových modelu, které reprezentují sít biochemických reakcí v bunkách.

Model je zalozen na tom, co je nazýváno "grafem dluhopisu", který byl puvodne vyvinut pro modelování slozitých, umelých inzenýrských systému, kde je zásadní výroba, skladování a prenos energie.

Sítové reakce pri dodrzování zákonu termodynamiky

Prístup grafu dluhopisu se zameruje na to, jak proudy proudí z jedné slozky systému do druhého a jak je energie v nich ulozena, prenásena nebo utrácena.

Nyní se tento prístup pouzívá k modelování biologických systému, jako jsou bunky lidského tela.

Denní operace, které probíhají v bunce, jako je vytvárení a rozbíjení bílkovin a dalsích slozek, jsou provádeny biochemickými reakcemi. Ty se zapínají a vypínají, zpomalují a zrychlují podle okamzitých potreb a celkových funkcí bunky.

V kazdém daném okamziku musí být mnoho zapojených cest sledováno a vyvázeno koordinovaným zpusobem. To je práce enzymu - k nastartování a kontrole reakcí.

Bunky obsahují tisíce ruzných enzymu, které ovládají vzájemne propojené síte biochemických reakcí hierarchicky.

Výhodou pouzití algoritmu pojistného grafu je, ze muze predstavovat síte biochemických reakcí spojených dohromady - vazbami - pri dodrzování zákonu termodynamiky.

Je dulezité dodrzovat zákony termodynamiky, aby se zabránilo vytvárení modelu, kde nekteré biochemické reakce vytvárejí energii z niceho - jako vecný pohybový stroj.

Konstrukce z jednoduchých komponent hierarchicky

Profesor Gawthrop verí, ze vedci a lékari se stále více zajímají o to, jak lidské telo vytvárí, transportuje a vyuzívá energii - a to jak v nemoci, tak ve zdraví.

Ríká, ze cílem jejich laboratore pro systémovou biologii je "zjistit, co se deje v bunkách a co zpusobuje bunecné zmeny - samotné základy biologie".

Ve svém novém príspevku vysvetlují spolu se svými kolegy, jak rozsírili pojetí grafu dluhopisu, aby umoznili konstrukci slozitých modelu z jednodussích slozek hierarchicky.

Vykazují výsledek tím, ze je pouzívají k modelování glykogenolýzy ve skeletálním svalu - procesem, kterým se uhlohydrátový glykogen ve svalových bunkách rozkládá na glukózu, aby poskytl energii.

Prof. Gawthrop uzavírá:

"Nakonec si myslíme, ze nás prístup povede ke snadnejsí a spolehlivejsí úprave biologických systému s predvídatelnými výsledky - abychom lépe porozumeli a lécili nemoci a nakonec jsme mohli navrhnout nové biologické systémy pro biotechnologické a biomedicínské aplikace . "

V roce 2012, Zdravotní novinky dnes publikovala studii, kde výzkumníci vyvinuli matematický model, který sledoval, jak ruzné formy demencí se sírí v neuronu mozku neuronem. Tým za studií uvedl, ze by mohl potenciálne pomoci potvrdit diagnózu demence a umoznit pacientum a jejich rodinám pripravit se na budoucí kognitivní pokles.

Souvislost mezi syndromem chronické únavy a strevními bakteriemi byla zkoumána

Syndrom chronické únavy je spatne pochopený stav; jeho presné príciny nejsou dosud známy. Vzhledem k tomu, ze lékarstí vedci se hloubeji prohlubují, dojde k potenciálnímu zapojení cichových bakterií, coz ukazuje, ze mikrobiom muze hrát významnou roli. Je klícová streva klícová pro porozumení syndromu chronické únavy?

(Health)

Anti-Cancer Drug Reverses Alzheimerova choroba u mysí

Protirakovinové léky mohou zvrátit problémy s pametí v modelu mysí Alzheimerovy choroby, podle nového výzkumu provedeného na University of Pittsburgh Graduate School of Public Health. Studie, publikovaná v casopise Science, zkoumala dríve publikované výsledky o léku bexaroten - který je schválen U.

(Health)