Ny type rejsebølgemønster kan indeholde biologiske koordinater

Fysikere i Israel og USA har foreslået en ny type rejsebølgemønster - et, der kan tilpasse sig størrelsen på det fysiske system, som det er indlejret i - rapportering om arbejdet i New Journal of Physics .

Ifølge teorien, alle de vigtigste egenskaber ved oscillationen (antallet af maksima, minima og noder) forbliver de samme, over en meget bred vifte af værtsstørrelser, hvilket viser sig at være et spændende resultat.

Forskerne, David Kessler fra Bar Ilan University og Herbert Levine fra Rice University, dele interesse for dynamikken i ikke -ligevægtssystemer - et emne, der ofte kan kaste lys over indviklede processer som dem, der findes i naturen.

"Dette arbejde startede som et forsøg på at generere et interessant eksempel på bølgemønstre for en bog, vi skriver om det overordnede felt for mønsterdannelse, "sagde Herbert Levine fra Rice Universitys Center for Teoretisk Biologisk Fysik." Bølgemønstre er en af ​​de generelle klasser af ikke-ligevægtsstrukturer, der kan dannes, når systemer drives langt fra ligevægt. "

Kendte eksempler omfatter vandrende bølgemønstre, der beskriver konvektion af væskeblandinger som reaktion på temperaturgradienter. Imidlertid, forskerne blev tiltrukket af den oscillerende adfærd, der vises af MIN -systemet - en gruppe proteiner, der er involveret i celledeling af bakterier som E.Coli.

"MIN -systemet bruges til at afgrænse midten af ​​en celle, så den deler sig i to symmetriske døtre, "sagde Levine." At have en mekanisme, der tillader bølgemønsteret at 'strække' sig uden at ændre så meget, er en logisk måde at håndtere denne cellevækst på. '

Ved at modellere adfærden, forskerne fandt ud af, at - i modsætning til andre eksempler på mønsterdannelsesprocesser - synes processen på arbejde her ikke at være styret af en præcis længdeskala.

"På grund af dette, bølgerne ser ud til at kunne tilpasses mere til størrelsen af ​​det område, hvor de bor, "Sagde Levine." Dette er et interessant fund ud fra et rent fysikperspektiv, men det kan også have nogle implikationer fra et biologisk synspunkt. "

Resultatet kan bane vejen for ny indsigt i, hvordan proteiner er i stand til selv at organisere og præcist 'kortlægge' overfladen af ​​en celle, efterhånden som den vokser. Og, i princippet, denne viden kan en dag hjælpe med lægemiddeludvikling ved at advare forskere om måder at forstyrre spredningen af ​​skadelige bakterier.