研究人员可以跟踪细胞内的忙碌生活

活细胞不断移动。它们四处移动并分开，它们负责在自身内部运输分子。现在，SDU的研究人员已经开发出一种方法，可以成为这种繁忙交通的旁观者。该方法对疾病研究特别重要。我们体内的每个细胞都在不断活跃。细胞中居住着无数不同的分子，它们不知疲倦地相互作用，以保持机器 - 你的身体 - 前进。

在一分钟的过程中，细胞内的几乎所有分子都已移动以在细胞中执行各种任务。“细胞内部有很多活动和大量的交通。这实际上是科学中最神秘的一个问题：这些恒定的分子运输过程如何能够以如此精确和协调的方式进行，”研究人员Achim Schroll和DanielWüstner来自大学。丹麦南部问。

Achim Schroll是应用数学教授，数学和计算机科学系。DanielWüstner是生物化学与分子生物学系的副教授兼首席研究员。他们与数学和计算机科学系的博士生Christian V. Hansen一起开发了一种新模型，可以监控单个细胞内的活跃交通。他们的工作发表在“ 计算与可视化科学”杂志上。

错误的运动可能是致命的

该模型很重要，因为有时分子运输过程不能很好地进行，这可能会导致疾病。“后果可能是致命的。许多疾病的发展是因为运输受到干扰或者蛋白质在细胞中聚集。在老年痴呆症，帕金森症和亨廷顿病等疾病中也是如此。因此研究细胞中的分子活动非常重要，”丹尼尔说。 Wüstner。

研究人员通过在显微镜下研究活细胞开始他们的工作，并观察温度和生化反应等因素如何使分子在细胞内移动。这些观察结果被“翻译”成基于微分方程的数学模型。“因此，我们现在有了一个计算机模型，可以让我们对活细胞内部的情况进行模拟。我们知道术语”体内“和”体外“(在生物体内和试管中) - 这里我们在“计算机”中检查事物;在计算机中，“Achim Scholl解释说。

研究人员究竟做了什么?

可以使分子点亮绿色，这样你就可以在显微镜下看到它们。它们将显示为绿色质量，表明您正在查看充满绿色分子的细胞。

有关详细信息，研究人员在电池内部安装了一个开/关开关。每次移动的分子通过开关时，其绿色都会被关闭。渐渐地，细胞中越来越多的分子变得黑暗 - 这表明越来越多的分子通过开关。

这种流量被“翻译”成数学模型，因此研究人员现在可以使用计算机来研究细胞中的分子流量，看看如果条件发生变化会发生什么。一个例子可能是膜变得难以穿透分子，因此它们需要更长的时间才能到达开关。

实时地，大多数分子通过开关大约需要一分钟。大约10分钟后，所有人都通过了，没有更多的绿灯可以看到。

大多数分子快速通过，而某些条件会减慢最后的分子。一个原因是某些分子与特定结构结合得更强。另一个原因可能是他们必须通过障碍。

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