Распечатать запись Распечатать запись

Живые клетки. Различение информации и шума

Клайв Боушер

Доктор Клайв Боушер, преподаватель Математической школы, и профессор синтетической и системной биологии Питер Свэйн из Эдинбурга опубликовали в трудах Национальной академии наук статью, показывающую, как при изучении живых клеток отделить информацию от помех.

Клетки принимают решения в постоянно изменяющейся среде, которая по сути создает биохимические механизмы с помехами. Такой эффект проявляется вследствие значительных, непредсказуемых изменений, известных как стохастичность. Причем возникает он с течением времени как в различных клетках, так и среди генетически идентичных клеток. Чтобы понять, как клетки используют и контролируют эти биохимические колебания, ученые должны найти источники стохастичности, количественно оценить их влияние и различать изменения, которые происходят благодаря влиянию биологической среды, и смешанные помехи.

В своей работе Боушер и Свэйн показали, как разложить изменения биохимических сетей на компоненты и как экспериментаторам научиться измерять влияние этих компонент в живых клетках. Также они предложили метод, позволяющий прогнозировать величины каждой компоненты в модели.

Математика дает возможность использовать различные методы декомпозиции для динамических систем,’’ — сказал Боушер. — “Мы смогли установить точные связи между понятием собственных шумов в системной биологии, понятием информационной емкости, используемым в инженерных коммуникациях, и коэффициентом корреляции, введенным в 1950 году Альфредом Реньи. Мы построили обобщенную меру сигнала-шума компонентов дисперсии, чтобы количественно оценить эффективность информационного потока через биохимическую сеть.’’

В статье, которая описывает применение этого подхода для дрожжевых клеток, показано, что большинство клеточных изменений могут изначально иметь информационный характер и происходить в связи с изменениями в окружении клетки. Результаты проложили путь к лучшему пониманию динамики обработки сигналов и принятия решений в клетках.

“Если мы будем лучше понимать, как клетки реагируют на окружающую среду, мы будем иметь больше возможностей контролировать их поведение in situ (примеч. на месте, в реальных условиях)’’, — сказал Боушер. — “Например, при осуществлении доставки лекарств в нужное место организма в нужное время’’.

Источник: http://phys.org/news/2012-05-noise-cells.html

Оставьте свой отзыв

Добавить изображение