提出了现有生物大肠杆菌信号数据的简单化学反应网络

已经发现细菌表现出以统计为特征的行为，并且可以通过幂律分布来描述。例如，大肠杆菌具有称为鞭毛的附属物，鞭毛作为细胞的螺旋桨起作用，其根据幂定律以固有的随机时间间隔旋转。幂律分布和细菌产生它们的能力有什么特别之处?

虽然大多数随机事件可以用众所周知的指数或高斯分布来描述，但有些则不是。财富的分配，社交网络中的联系人数量或科学论文引用的数量只是可以通过幂律分布很好地近似的几个例子。连接幂律统计和细菌的一个特定领域是觅食和随机搜索。似乎在某些情况下，如果搜索者所做的步骤的长度表现出幂律分布，则搜索随机分布的稀有目标(例如食物或交配伙伴)可能更有效。事实上，这些统计数据已经在生物体中进行了实验观察，这些生物体的规模与单一免疫细胞不同对人类和鲨鱼。然而，生物体如何产生这种行为的问题仍然没有得到解决。

UNN信息技术，数学和力学研究所应用数学系主任Mikhail Ivanchenko教授领导了一项发表在物理学杂志A：数学和通用的新研究，该研究表明细菌自然能够产生能量 -通过使用内部分子反应网络，在鞭毛分子马达的旋转间隔中的法则分布。

有趣的是，由于反应蛋白分子的波动有限，这是细胞内化学常见的一种情况，因此幂律出现。当大肠杆菌的所有鞭毛马达在一个方向上旋转时，细胞几乎以直线游动。切换其中一个电动机的旋转方向使电池在新的随机方向上重新定向，从而产生随机搜索器。单个电动机在幂律制度下运行的潜在能力可以使电池更能够解决搜索任务。

“来自下诺夫哥罗德Lobachevsky大学，复杂系统物理学硕士(德累斯顿)和奥格斯堡大学的研究人员提出了一个简单的化学反应网络，该网络基于大肠杆菌信号通路的现有生物学数据，产生电力 - 可调指数的法律统计，“Mikhail Ivanchenko说。

指数由反应网络的一些参数控制，例如分子的平衡数，灵敏度和特征弛豫时间。这可能是对权力法统计起源的理解可以与生物体中具体的生物对应物和不同物理机制联系起来的第一个例子之一。