人生が始まると、狂った旋風が始まります。 これは詩や哲学ではありません。 これは科学です。
卵が受精すると、何十億ものタンパク質がその表面にこぼれ、渦巻くパターンの目まぐるしいカスケードを放出します。 これらのスパイラルアークは、初期の細胞分裂の基本的な部分です。
「卵は巨大な細胞であり、これらのタンパク質はそれらの中心を見つけるために協力して、細胞が生物を形成するために何度も分裂する場所を知る必要があります」とマサチューセッツ工科大学の物理学者ニクタファクリは言います。
「これらの造波タンパク質がなければ、細胞分裂はありません。」
新しい研究では、Fakhriと彼の仲間の研究者は、海の星の卵(Patiria miniata)の細胞膜上での伝播パターンを研究することにより、これらの渦波がどのように見えるかを調べました。
ヒトデの卵母細胞の生物学を理解することに加えて、研究者たちは、これらのパターンが他のタイプのシステムの同様の波動現象とどのように比較できるかを見たいと思っていました-物理学者がトポロジー欠陥と呼ぶものの例。
研究者が記事で説明しているように、同様のタイプの乱流行動が物理的および生物学的問題の両方で観察される可能性があります。 惑星の大気中の渦巻く渦から心臓と脳の生体電気信号まで、宇宙から極小までの範囲のスケールで。
ただし、類似点は追跡できますが、その性質は未踏のままです。
「トポロジーの欠陥とその機能的結果の理解におけるそのような重要な進歩にもかかわらず、古典的および量子システムにおけるそのようなトポロジー構造を支配する統計法則が生物にまで及ぶかどうかはまだ明らかではありません」と著者は説明します。
ヒトデ卵細胞のらせん状の波紋。 (MIT)
ヒトデを使った実験で、チームは卵母細胞の受精の開始を模倣するホルモンを明らかにしました。このホルモンでは、Rho-GTPと呼ばれるタンパク質をシグナル伝達する波が一度に数分間膜を横切って脈動し、蛍光色素の助けを借りて結果が顕微鏡下に表示されます。 Rho-GTPに参加します。
ホルモントリガーの濃度を変えることにより、研究者たちは卵の表面全体に広がる多くのねじれたらせんを観察することができました。
「そこで、さまざまなモデルの万華鏡を作成し、それらのダイナミクスを調べました」とFakhri氏は言います。
研究者たちは、波動構造の位相速度を捉えて分析した後、これらの海の星の卵で観察された生命の基本は、ボーズアインシュタイン凝縮物の細菌の乱流と量子システムのダイナミクスに似ていると言います。
結果はジャーナルPhysicsNatureに掲載されています。
出典：写真：MIT
