توانایی سلولها برای در امان ماندن از سیگنال‌های شیمیایی
سیناپرس: در حالت کلی پاسخ یک سلول به سیگنال‌های شیمیایی بیرونی به حالت فیزیولوژیکی‌اش بستگی دارد. اما حالت فیزیولوژیکی سلول می‌تواند به طور قابل‌ملاحظه‌ای نوسان کند. همچنین مقدار انواع پروتئین‌ها در داخل هر سلول تا ۲۵ درصد تغییر می‌کند.
پروفسور روی وُلمن از دانشگاه سن‌دیگو می‌گوید: «در مقایسه با اجزای مهندسی‌شده‌ای مانند ترانزیستور، این مقدار نویز بیشتر از حد معمول که بر عملکرد سیستم تاثیر نگذارد است و این مشکل باید به گونه‌ای حل شود.»
ولمن و همکارانش تصاویر میکروسکوپی پیشرفته‌ای را با هم ترکیب کردند تا چگونگی رمزنگاری اطلاعات مربوط به سطح سیگنال‌های شیمیایی ورودی توسط سلولها را تعیین کنند.
آنها سه سیستم ارتباط شیمیایی مختلف را مطالعه کردند. مولکول‌های خارج از سلول سه نوع تغییر را در سه بازه زمانی مختلف درون سلول ایجاد می‌کنند. یک سیگنال کلسیم را از ذخایر داخلی آزاد می‌کند تا از طریق سیتوپلاسم ظرف مدت چند دقیقه پخش شوند. سیگنال دوم شکل مولکول پاسخ دهنده را در حدود یک ساعت تغییر می‌دهد. سیگنال سوم پروتئینی را از سیتوپلاسم به هسته سلول منتقل می‌کند تا آن پروتئین با دی‌ان‌ای در داخل هسته سلول طی ۱۰ ساعت برهم‌کنش کنند.
درون‌یاخته یا سیتوپلاسم ماده‌ای زرد رنگ است که فضای درون یاخته را پر می‌کند و در واقع محیط بین هسته و غشای سلول را در بر‌می‌گیرد. ترکیب اصلی سیتوپلاسم، آب و پروتئین‌های محلول در آب است. بسیاری از واکنش‌های شیمیایی زیستی در سیتوپلاسم یا اندامک‌های آن صورت می‌گیرد. شبکه‌ای از رشته‌ها و لوله‌های پروتئینی در سرتاسر سیتوپلاسم وجود دارد که به یکدیگر متصل می‌شوند و اسکلت سلولی را می‌سازند. درون‌یاخته غشایی دارد که از فسفولیپید، کلسترول و گلیگو پروتئین تشکیل شده‌است. یکی از ویژگی‌های سیتوپلاسم ساختار تراوایی آن است که تنها به مواد خاصی ازجمله آب، پروتئین، یون‌ها و مواد مورد نیاز سلول اجازه عبور کردن می‌دهد.
تیم دکتر ولمن پاسخگویی به سه سیگنال نام برده را توسط یک سیستم میکروسکوپی ثبت کردند. سیستم میکروسکوپی تغییرات هزاران سلول را به طور هم‌زمان اندازه‌گیری می‌کند. آنها روش پاسخ بیش از ۹۰۰ هزار سلول را به تغییرات سطوح هر سه سیگنال شیمیایی بازبینی کردند و به نتایج جالبی دست یافتند: هیچ یک از اندازه‌گیری‌ها، پاسخ‌های سلولها را درباره اطلاعات دقیقی از تمرکز سیگنال‌های شیمیایی خارج از سلول ارائه نمی‌دهند در عوض سطح سیگنال ورودی را به طور دقیق ثبت می‌کنند. به این ترتیب تجزیه و تحلیل نظری داده‌ها این نتیجه را در بر دارد که نویز حاصل از تغییر حالات سلولی به این روش در داخل سلول حذف می‌شود.
دکتر ولمن می‌گوید: « این نتیجه مهم نشان می‌دهد که چگونه می‌توان یک سیستم ارتباطی ساخت که در حضور نویز زیاد بتواند عملکرد مطلوبی داشته باشد.»
No tags for this post.
