研究人员使用基于外泌体的策略来阻断小鼠的HIV限制技术材料对低碳转型的影响黑人女性患三阴性乳腺癌的风险增加了三倍常见抗生素可减少低出生体重和早产NIAID科学家发现丙型肝炎进入细胞的关键新的 125 万美元赠款使研究性激素在组织修复中的重要作用成为可能早产儿自动氧控装置临床试验检测研究人员利用人类干细胞构建胚胎样结构Wistar 科学家确定了预后不良的卵巢癌亚型的新治疗靶点哪些类型的大脑活动支持有意识的体验犹太医院接受新型人工心脏新技术提高了冷冻电子显微镜的清晰度和安全性统计建模为 DNA 折叠的统一理论指明了方向碳纤维电气测量为雷击保护技术铺平道路PAIN®中的研究报告称天气会影响疼痛耐受性少吃脂肪可以拯救你的头发唾液检测可以早期发现人乳头瘤病毒驱动的头颈癌活体肝移植对儿童有更好的结果正确的程序可以将免疫细胞变成癌症杀手开创性软件可以使用人工智能设计的纳米粒子生长和治疗虚拟肿瘤肯尼亚马加迪湖的记录表明地球轨道变化驱动的环境变化通过组织工程的新方法改善人类健康的研究蒙特利尔研究人员创造了一种生物打印神经元细胞的新方法研究人员在蒙大拿州发现四只恐龙加拿大的氮足迹显示出很大的区域差异左乳房放射治疗可使心脏病风险增加一倍研究表明坚持低脂乳制品可能不是唯一的心脏健康选择工程研究人员对二维超流体中涡旋的形成提出了新的解释CU研究人员授予NIH资助新中心研究自身免疫性疾病MIND饮食与更好的认知表现有关良好的睡眠时间恢复与更健康的饮食和减少饮酒有关吃植物性饮食引起的肠胃胀气增加表明肠道微生物群更健康高质量饮食与较低的偏头痛频率和严重程度有关肠道微生物是啤酒花化合物提供健康益处的关键地中海饮食可改善认知功能和记忆力研究表明善解人意的青少年来自更安全的家庭一项新研究将过量饮用咖啡与痴呆症风险增加联系起来运动和冥想可以在短短 10 分钟内帮助患有多动症的孩子研究发现心理干预可以成功治疗青少年的亚阈值抑郁症新的多样化研究揭示了参与ADHD治疗的六个阶段研究人员揭穿高药价是创新所必需的神话反义寡核苷酸疗法穿过血脑屏障PerkinElmer发布新的KRAS调查工具包2021年AI药物开发资金猛增研究人员发现可以使用新的计算机程序自动计算作为癌细胞标志物的微核用于骨科植入物的抗菌涂层可防止危险感染更高的波浪如何导致更多的冰云新西兰外海的深海生物多样性高于预期使用计算机辅助结肠镜检查可降低漏诊率研究人员在脑膜中发现的免疫系统 B 细胞
您的位置:首页>国内科研>

研究称 蜂窝信令级联可平衡信息传输与能耗

蜂窝信号传输不仅针对精度进行了优化,还包括成本上限。信息和能量之间的关系是物理学和工程学中公认的概念,很可能从根本上影响蜂窝信号网络。由生物物理学家Victor Sourjik领导的马克斯·普朗克陆地微生物研究所的研究人员提出的问题之一是:什么能在“嘈杂”的细胞环境中可靠地传输信号?该研究小组正在研究将酵母理论(酿酒酵母)中的信号传递与信息理论方法和定量实验相结合。

精确的信号传递对于每个生物体的适应能力都至关重要:无论是在发育过程中还是在与可能的配偶进行交流时,只有准确传输接收到的信号,细胞才能触发适当的反应。在生物系统中,信号的随机波动总是会导致背景噪声,这会阻碍细胞通讯。因此,生物必须制定出在存在这种干扰的情况下提高信号传输精度的策略。然而,关于如何在蜂窝网络中实现噪声抑制还知之甚少。

面包酵母的信息素信号传导途径属于一类MAPK(促分裂原活化蛋白激酶)信号传导途径,在真核生物中通常在细胞外刺激的传递和转化为细胞内反应(例如细胞分化,增殖或应激)中起关键作用。回应。

酵母的信息素信号传导途径包含负反馈调节,可以看作是提高准确性的明确选择指标。但是,令人惊讶的是,信号通路的理论和实验分析均表明,通过增加负反馈之一的灵敏度可以轻松地进一步提高其准确性。那么,为什么可能更有效的假设与自然设计之间存在这种差异?换句话说,为什么酵母不自然地以此方式优化系统?

成本与收益

答案似乎在于细胞经济学。当还考虑了信号通路运行中的能源投资时,差异就会消失。“我们能够证明MAPK信号传导途径的核心,即磷酸化周期,具有可测量的适应性成本。将这些因素考虑在内,并权衡信号传导的准确性与信号传导途径操作的能量消耗,自然观察到的设计似乎是最佳选择。”当前出版物的第一作者亚历山大·安德斯(Alexander Anders)解释说。

“在这里,我们观察到信息和能量之间的关系,这与物理学和工程科学中已建立的相似。” 维克多·苏吉克(Victor Sourjik)说。“到目前为止,在生物学上,对此相互作用的关注很少。我们的研究表明,信息传递的成本-收益权衡必须在细胞信号系统的发展中起着重要的作用。这有助于我们更好地理解细胞的进化优化。蜂窝信令网络。” 在其他情况下,生物学如何解决这种基本的信息成本困境仍有待阐明。

标签:

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。