¿Bacterias grasas? ¿Bacterias flacas? Desde nuestra perspectiva de lo alto, todas parecen tener aproximadamente el mismo tamaño. De hecho, lo son.
Precisamente por qué ha sido una pregunta abierta, según el químico de la Universidad de Rice, Anatoly Kolomeisky, que ahora tiene una teoría.
Un mecanismo primordial en las bacterias que las mantiene en sus zonas Goldilocks personales, es decir, las adecuadas, parece depender de dos medios aleatorios de regulación, crecimiento y división, que se anulan entre sí. El mismo mecanismo puede dar a los investigadoresuna nueva perspectiva sobre las enfermedades, incluido el cáncer.
El "modelo mínimo" de Kolomeisky, investigador postdoctoral de Rice y autor principal Hamid Teimouri y Rupsha Mukherjee, ex asistente de investigación en Rice ahora en el Instituto Indio de Tecnología de Gandhinagar, aparece en la American Chemical Society Revista de letras de química física .
"En todos los lugares donde vemos bacterias, tienen más o menos el mismo tamaño y forma", dijo Kolomeisky. "Es lo mismo para las células de nuestros tejidos. Esta es una característica de la homeostasis, donde un sistema intenta tener parámetros fisiológicos queson casi iguales, como la temperatura corporal o nuestra presión arterial o el nivel de azúcar en nuestra sangre.
"A la naturaleza le gusta tener estos parámetros en un rango muy estrecho para que los sistemas vivos puedan funcionar de la manera más eficiente", dijo. "Las desviaciones de estos parámetros son una característica de la enfermedad".
Las bacterias son modelos de homeostasis, que se adhieren a una distribución estrecha de tamaños y formas. "Pero las explicaciones que tenemos hasta ahora no son buenas", dijo Kolomeisky. "Como sabemos, a la ciencia no le gusta la magia. Pero algo como la magia ...- umbrales - se propone para explicarlo. "
Para las bacterias, dijo, no hay umbral. "Esencialmente, no hay necesidad de uno", dijo. "Hay muchos procesos bioquímicos subyacentes, pero pueden dividirse aproximadamente en dos procesos químicos estocásticos: crecimiento ydivisión. Ambos son aleatorios, por lo que nuestro problema era explicar por qué estos fenómenos aleatorios conducen a un resultado muy determinista ".
El laboratorio de Rice se especializa en modelos teóricos que explican los fenómenos biológicos que incluyen la edición del genoma, la resistencia a los antibióticos y la proliferación del cáncer. Teimouri dijo que el acoplamiento químico altamente eficiente entre el crecimiento y la división de bacterias era mucho más fácil de modelar.
"Supusimos que, en condiciones típicas de proliferación, el número de precursores de proteínas de división y crecimiento siempre es proporcional al tamaño de la célula", dijo. T
El modelo predice cuándo se dividirán las bacterias, lo que les permitirá optimizar su función. Los investigadores dijeron que está de acuerdo con las observaciones experimentales y señalaron que manipular la fórmula para eliminar las bacterias de la homeostasis demostró su punto de vista. El aumento de la longitud teórica de las bacterias posteriores a la división, dijeron, simplemente conduce a tasas de división más rápidas, manteniendo sus tamaños bajo control.
"Para longitudes cortas, el crecimiento domina, nuevamente manteniendo las bacterias en el tamaño correcto", dijo Kolomeisky.
La misma teoría no se aplica necesariamente a los organismos más grandes, dijo. "Sabemos que en los humanos, hay muchas otras vías bioquímicas que podrían regular la homeostasis, por lo que el problema es más complejo".
Sin embargo, el trabajo puede brindar a los investigadores una nueva perspectiva sobre la proliferación de células enfermas y el mecanismo que obliga, por ejemplo, a las células cancerosas a adoptar diferentes formas y tamaños.
"Una de las formas de determinar el cáncer es ver una desviación de la norma", dijo Kolomeisky. "¿Existe una mutación que conduce a un crecimiento más rápido o una división más rápida de las células? Este mecanismo que ayuda a mantener el tamaño y la forma de las bacteriastambién puede ayudarnos a comprender lo que está sucediendo allí ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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