科学家提出一个新的专业化模型细胞

数学家在高等经济学院已经开发出一种模型,该模型解释了细胞专业化在资源约束的背景下出现。研究结果发表在《公共科学图书馆•综合》杂志上。

劳动分工和功能专业化各级细胞表现出的细胞组织。甚至在简单的多细胞生物(如蓝藻、分枝杆菌、多细胞酵母),可以观察到两种类型的专门化:体细胞,当细胞负责可行性,和生殖,当细胞只负责繁殖。专业化的细胞如何发生的问题感兴趣的不仅是生物学家,但也为数学家建立生物过程的模型。然而,许多模型用于进化生物学的专业化来描述过程发生在最简单的多细胞生物有许多缺点。例如,他们不考虑环境对系统的影响。

在一篇题为“建模功能专门化的细胞群体在不同繁殖能力和生存能力和资源约束,“高等经济学院的科学家们在蒙特利尔和魁北克大学的提议模型这解释了细胞的条件专业化资源约束下产生。

今天最常见的模型属于理查德Michod。它假设相同的细胞演示了相同程度的生存能力和繁殖能力。“这理想分布的细胞是生命系统难以想象。此外,该系统不能孤立存在的,因为它总是受到环境的影响,“说Fuad Aleskerov,高等经济学院的教授。“我们的模型显示,资源约束、专业化发生,以便整个身体更有效率在当前环境参数。”

研究人员认为是模型需要不同数量的资源来执行体细胞和生殖功能(为简单起见,阳光被当作一个资源)。

假设为了执行一个躯体功能,身体需要1焦耳(J),同时执行生殖功能,5 J是必要的。来自外部环境的输入是4 j .在这种情况下,细胞会专门从事这样一种方式,确保整个系统有效地工作。负责可行性的细胞的数量将会增加,因为他们需要更少的能量。这个模型在多大程度上对应于现实仍然是生物学家来验证一个问题。

除了考虑资源约束,该模型考虑原生动物的生物学的其他方面多细胞生物丹尼斯Tverskoy说,在高等经济学院的研究生。特别是,该模型考虑了参数的重要性生殖和躯体功能生物体的有效性。生物实验表明,在某些类型的环境中,躯体功能可能比别人更重要。此外,该模型允许初始分化的可能性细胞发生在胚胎发育的阶段,由于特殊的监管工作的基因或外部的化学刺激。