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        科學家們提出了一種新的細胞專業(yè)化模型
        
			
        
				2019-03-19 10:04:40
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        高等經(jīng)濟學院的數(shù)學家開發(fā)了一個模型，解釋了如何在資源限制的背景下出現(xiàn)細胞專業(yè)化。結(jié)果發(fā)表在PLOS ONE期刊上。
        

        科學家們提出了一種新的細胞專業(yè)化模型
        

        勞動分工和職能專業(yè)化細胞在不同層次細胞組織的表現(xiàn)。即使在簡單的多細胞生物(例如，藍細菌，分枝桿菌，多細胞酵母)中，也可以觀察到兩種類型的特化：當細胞負責生存時，體細胞，當細胞僅負責繁殖時，生殖。關(guān)于細胞特化如何發(fā)生的問題不僅對生物學家而且對構(gòu)建生物過程模型的數(shù)學家都有意義。然而，在進化生物學中用于描述最簡單的多細胞生物體中發(fā)生的過程的許多專業(yè)化模型具有許多缺點。例如，他們沒有考慮環(huán)境對系統(tǒng)的影響。
        

        在一篇題為“在不同的繁殖力和生存率以及資源限制條件下建立細胞群的功能特化”的文章中，來自蒙特利爾高等經(jīng)濟學院和魁北克大學的科學家提出了一個模型，該模型解釋了細胞專業(yè)化產(chǎn)生的條件。資源限制。
        

        今天最常見的模型之一屬于Richard Michod。它假設相同的細胞表現(xiàn)出相同程度的活力和繁殖力。“這種理想的細胞分布在生命系統(tǒng)中難以想象。此外，系統(tǒng)不能孤立存在，因為它總是受到環(huán)境的影響，”高等經(jīng)濟學院教授Fuad Aleskerov說。“我們的模型顯示，在資源限制方面，專業(yè)化的發(fā)生是為了幫助整個機構(gòu)在當前的環(huán)境參數(shù)下更有效率。”
        

        研究人員考慮了一種模型，其中需要不同數(shù)量的資源來執(zhí)行體細胞和生殖功能(為簡單起見，陽光被視為資源)。
        

        假設為了執(zhí)行體細胞功能，身體需要1焦耳(J)，而為了執(zhí)行生殖功能，需要5J。來自外部環(huán)境的輸入是4 J.在這種情況下，單元將專門用于確保整個系統(tǒng)有效工作的方式。由于需要較少的能量，負責生存力的細胞數(shù)量將增加。該模型在多大程度上與現(xiàn)實相對應，這仍然是生物學家要驗證的問題。
        

        除了考慮一般資源限制外，所提出的模型還考慮了原生動物多細胞生物生物學的其他方面，高等經(jīng)濟學院的研究生Denis Tverskoy說。特別是，該模型考慮了生殖和軀體功能對生物有效性的重要性參數(shù)。生物學實驗表明，在某些類型的環(huán)境中，體細胞功能可能比其他環(huán)境功能更重要。此外，該模型允許細胞初始分化的可能性，其發(fā)生在胚胎發(fā)育階段，這是由于特殊調(diào)節(jié)基因或外部化學刺激的作用。
        
			

			
          
        
			
        
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