Ny model forudsiger, hvordan temperaturen påvirker livet fra kvante til klassiske skalaer

Et team af forskere har udviklet en ny model, der forudsiger, hvordan temperaturen påvirker livet på tværs af en lang række skalaer, fra kvante til klassisk. Modellen, offentliggjort i tidsskriftet Nature Physics, kunne hjælpe forskere med bedre at forstå, hvordan organismer tilpasser sig skiftende miljøer.

"Temperatur er en af ​​de vigtigste miljøfaktorer, der påvirker livet," sagde studiets medforfatter John Toner, professor i fysik ved University of Maryland. "Det kan påvirke alt fra struktur og funktion af proteiner til opførsel af hele organismer."

Den nye model tager højde for effekten af ​​temperatur på både kvanteprocesser og klassiske processer i levende organismer. Kvanteprocesser er dem, der forekommer på niveau med individuelle atomer og molekyler, mens klassiske processer er dem, der forekommer i større skalaer, såsom opførsel af celler og væv.

"Ved at kombinere kvante og klassiske tilgange kan vi få et mere komplet billede af, hvordan temperaturen påvirker livet," sagde Toner.

Modellen er udviklet af Toner og hans kolleger ved University of Maryland og University of California, Berkeley. Forskerne brugte modellen til at studere, hvordan temperaturen påvirker væksten af ​​bakterier. De fandt ud af, at modellen nøjagtigt forudsagde væksthastigheden af ​​bakterier ved forskellige temperaturer.

Forskerne brugte også modellen til at studere, hvordan temperaturen påvirker enzymernes aktivitet. Enzymer er proteiner, der katalyserer kemiske reaktioner i levende organismer. Forskerne fandt ud af, at modellen nøjagtigt forudsagde enzymernes aktivitet ved forskellige temperaturer.

Den nye model kan bruges til at studere en bred vifte af biologiske processer, herunder temperaturens indvirkning på plantevækst, dyreadfærd og menneskers sundhed. Modellen kan også bruges til at designe nye lægemidler og behandlinger, der er målrettet mod temperaturfølsomme proteiner.

"Vores model giver en ny ramme for at forstå, hvordan temperaturen påvirker livet," sagde Toner. "Vi mener, at denne ramme vil være nyttig for forskere, der studerer en bred vifte af biologiske processer."