Чтобы быть успешной, клетка должна иметь шнобель для химикатов. Клетка подобающа знать, где питательные вещества, к примеру, либо – при дрожжей – в то время как потенциальный партнер по скрещиванию близок.
Сейчас, исследователи информируют, что клетки, быть может, создали необычную стратегию для оптимизации этого химического датчика.Ученые знают, что клетки измеряют химические концентрации в собственной окружающей среде через протеины рецептора на их поверхности. В то время как химикат связывает с рецептором, он генерирует сигнал в клетке, дающей предупреждение его о близлежащем токсине, к примеру. В 1970-х биофизик Ховард физик и Берг Эдуард Перселл внесли предложение, чтобы клетки оценили химические концентрации на базе доли времени, когда рецепторам связали молекулы с ними. (Чем больше времени рецептор связано, тем выше концентрация химиката.)
До сих пор ученые полагали, что это наилучшая стратегия клеток. Но Роберт Эндрес из Имперского колледжа Лондона и Нед Вингрин из Принстонского университета желали проверить это предположение. «Заявление Айсберга и Перселла было таковой прямой вещью заявить, что это не подняло бровей», говорит Вингрин. «Но мы задали вопрос: В целях довода, что есть вправду лучшим, Вы можете сделать?» Их ответ, выяснилось, был не, по крайней мере в теории.Чтобы сделать этот вывод, исследователи приняли неограниченную вычислительную мощность со стороны клетки. Они тогда применяли статистический способ, названный большим способом возможности, помогшим им решить то, что обработка вводов в рецепторах клетки обеспечила бы добрейшей оценке химической концентрации.
Дуэт отыскал, что, когда клетки желают найти химикаты в собственной окружающей среде, лучшая стратегия пребывает в том, чтобы отказаться от информации о том, сколько времени те химикаты связывают с рецепторами и вместо этого делают запись легко длительности несвязанных промежутков.Главная причина, по какой причине другой способ улучшает чувствительность, достаточно несложна, исследователи информируют в статье в прессе в Physical Review Letters.
Часть времени, рецептор связан, зависит и от того, как довольно часто молекула поражает его и время, молекула придерживается рецептора. Наоборот, протяженность несвязанного промежутка зависит лишь от того, как довольно часто рецептор поражен и есть так более легко мерой концентрации молекул. В целом, половины стратегии Эндреса и Вингрина неуверенность в измерениях концентрации и исходя из этого разрешают клеткам делать измерения из данной уверенности более скоро.Конечно, схема требует, чтобы клетки собрали и обработали больше информации – в частности, протяженность отдельных временных промежутков – и исследователи сомневаешься совершенно верно, как клетка сделала бы это.
Но бригада предполагает что, в случае если аггрегирующие события могут быть сделаны весьма маленькими по сравнению со временем между закреплениями, то легко регистрация единственного импульса на каждом аггрегирующем мероприятии и подсчет числа импульсов в установленном сроке времени были бы достаточно добры. Вингрин считает, что эукариотические клетки, что есть клетками, содержащими хорошее ядро, имели возможность бы применять в собственных заинтересованностях тот подход, в силу того, что они забирают любой рецептор, когда закрепление имеет место. Это предлагает, он говорит, что клетка есть уделением внимания аггрегирующему событию, а не длительности, что молекула остается связанной.
Что касается практических применений, Вингрин говорит, что неспециализированная стратегия ощущения имела возможность бы встроить в неестественных исследователей клеток, пробуют создать в синтетической биологии. Либо это может отыскать применения в датчиках и медицинских датчиках.Другие высказали предположение, что клетки имели возможность бы применять уровень аггрегирующих событий для вычисления концентраций уже в 1970-х.
Но биолог клетки Питер ван Хээстерт из университета Гронингена в Нидерландах говорит, что новое изучение принципиально важно, в силу того, что оказывается статистически, что таковой подход был бы улучшением если сравнивать с тем из Берга и Перселл. Он также считает, что должно быть вероятно проверить, применяют ли клетки такую стратегию. Измерение уровня аггрегирующих событий изменяется существенно с температурой, ван Хээстерт отмечает, так, клетка измеряет тот уровень, и его чувствительность к химическим концентрациям подобающа измениться значительно с температурой.
В случае если вместо этого клетка направляться схеме Берга и Перселла, ее чувствительность подобающа остаться более либо менее неизменной. Опробование могло быть сделано, он предлагает методом демонстрации культивированных мышечных клеток адреналину при температурах между 20°C и 40°C.