Το νέο μαθηματικό πλαίσιο φωτίζει τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα επικοινωνούν για να σχηματίσουν ένα έμβρυο
Κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης, τα κύτταρα επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω μιας ποικιλίας χημικών σημάτων. Αυτά τα σήματα λένε κύτταρα πότε να χωρίσουν, πότε να διαφοροποιηθούν και πότε να μετακινηθούν. Ο ακριβής συντονισμός αυτών των κυτταρικών διεργασιών είναι απαραίτητος για τον σωστό σχηματισμό ενός εμβρύου.
Ωστόσο, η πολυπλοκότητα της κυτταρικής επικοινωνίας κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης δυσκολεύει τους επιστήμονες να καταλάβουν πώς λειτουργούν όλα. Το νέο μαθηματικό πλαίσιο που αναπτύχθηκε από τους ερευνητές του Berkeley παρέχει έναν τρόπο απλοποίησης και ανάλυσης αυτής της πολυπλοκότητας.
Το πλαίσιο βασίζεται στην ιδέα ότι η κυτταρική επικοινωνία μπορεί να εκπροσωπηθεί ως δίκτυο αλληλεπιδράσεων. Σε αυτό το δίκτυο, κάθε κύτταρο αντιπροσωπεύεται από έναν κόμβο και οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των κυττάρων αντιπροσωπεύονται από άκρες. Η ισχύς κάθε αλληλεπίδρασης αντιπροσωπεύεται από ένα βάρος.
Αναλύοντας τη δομή αυτού του δικτύου, οι ερευνητές ήταν σε θέση να εντοπίσουν βασικά χαρακτηριστικά που είναι απαραίτητα για την εμβρυϊκή ανάπτυξη. Διαπίστωσαν ότι το δίκτυο είναι πολύ διασυνδεδεμένο, με κάθε κύτταρο να αλληλεπιδρά με πολλά άλλα κύτταρα. Διαπίστωσαν επίσης ότι το δίκτυο είναι οργανωμένο σε μονάδες ή ομάδες κυττάρων που αλληλεπιδρούν πιο έντονα μεταξύ τους από τα κύτταρα σε άλλες ενότητες.
Αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι η κυτταρική επικοινωνία κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης είναι ιδιαίτερα συντονισμένη και ότι τα ελαττώματα αυτού του συντονισμού μπορούν να οδηγήσουν σε αναπτυξιακά ελαττώματα. Το νέο μαθηματικό πλαίσιο παρέχει ένα εργαλείο για τους επιστήμονες να μελετήσουν αυτά τα ελαττώματα και να αναπτύξουν πιθανές θεραπείες.
"Το πλαίσιο μας παρέχει έναν τρόπο κατανόησης του τρόπου με τον οποίο τα κύτταρα επικοινωνούν για να σχηματίσουν ένα έμβρυο", δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Dr. Boris Ryvkin. "Αυτή η κατανόηση θα μπορούσε να μας βοηθήσει να εντοπίσουμε τις αιτίες των αναπτυξιακών ελαττωμάτων και να αναπτύξουμε νέους τρόπους για να τους αποτρέψουμε".
Οι ερευνητές σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν το νέο τους πλαίσιο για να μελετήσουν μια ποικιλία αναπτυξιακών ελαττωμάτων, συμπεριλαμβανομένων των γενετικών ανωμαλιών και του καρκίνου. Ελπίζουν ότι η δουλειά τους θα οδηγήσει σε νέες γνώσεις σε αυτές τις ασθένειες και νέες θεραπείες γι 'αυτούς.
