_ Noul model găsit anterior calculele diviziunii celulare ignoră factorii determinanți la scară moleculară

Atunci când o singură celulă bacteriană se împarte în două în perioadele de creștere rapidă, ea nu se împarte în jumătate odată ce atinge o dimensiune predeterminată. În schimb, datele au arătat, o celulă se va diviza odată ce a adăugat o anumită cantitate de masă.

Cele două procese sună similar, dar fiecare poartă riscuri diferite. Mulți cercetători au crezut că este un pariu mai sigur pentru celulă dacă aceasta se desparte odată ce a atins o anumită dimensiune.

Noua modelare matematică de la Școala de Arte și Științe Kenneth P. Dietrich arată că riscurile ar fi putut fi calculate greșit, cu toate acestea, pentru că calculele anterioare au ignorat factorii care influențează diviziunea celulară la scară moleculară. Descoperirile lor au fost publicate în jurnalul Physical Review Letters.

„Încercarea de a atinge o dimensiune țintă înainte de împărțire pare cea mai bună strategie pentru menținerea unei dimensiuni precise a celulei”, a spus Andrew Mugler, profesor asociat la Departamentul de Fizica si Astronomie. „Dar când te uiți la ceea ce fac bacteriile, se pare că folosesc cea de-a doua cea mai bună strategie.”

Împărțirea de fiecare dată când o celulă atinge o dimensiune țintă, cunoscută sub numele de strategia de mărire, părea a fi cea mai bună. modalitate de a restrânge dimensiunea unei celule. Dacă ceva nu merge bine și celula devine prea mare sau prea mică, poate fi rezolvată cu ușurință în generația următoare — trebuie doar să revină la dimensiunea țintă.

Dar dacă ceva nu merge bine folosind așa-numita strategie de adunare, celula durează mai mult pentru a reveni la dimensiunea inițială. Asta pentru că metoda se bazează pe cunoașterea cât de mult a crescut o celulă de la ultima sa diviziune. În general, s-a considerat că sumatorul are ca rezultat o distribuție a dimensiunilor mai puțin precisă.

De ce folosesc celulele această metodă de adunare?

Primul autor Motasem ElGamel, doctorand în cadrul Departamentului de Physics and Astronomy, a proiectat un model care depășește scara celulei și include și modificări ale nivelului molecular. El a descoperit că metoda sumatorului este mai precisă, cercetătorii tocmai au înțeles greșit adevărata ei natură.

Celulele nu se împart atunci când cresc o anumită cantitate de masă, ci când adaugă un anumit număr dintr-o anumită moleculă. Cele două măsuri cresc în paralel – mai multe molecule înseamnă mai multă masă – dar luând în considerare acestea împreună s-a dovedit a fi cheie.

Când ElGamel a luat în considerare numărul de molecule alături de masa suplimentară, strategia de adunare a fost mai precise și mai puțin sensibile la greșelile din timpul replicării.

„Până în acest moment, modelele au luat în considerare în principal variabilele la scara întregii celule — dimensiunea acesteia sau timpul necesar pentru a împărți etc. Dar noi Știu că celula ia aceste decizii pe baza cantităților de anumite molecule din corpul celular”, a spus profesorul asociat Mugler. „Asta trebuia încorporat.”

(Fluierul)