Prof. Michael Murrell’in grubu (baş yazar Zachary Gao Sun, Fizik Yüksek Lisans Öğrenci) Prof. Garegin Papoian’ın College Park’taki Maryland Üniversitesi Grubu ile işbirliği içinde, hücre hücresinin içindeki depremleri ve çığları anımsatan kritik fenomenleri (kendi kendini organize eden kritiklik) buldu.
Çığır açan bir keşifte, araştırmacılar, hücrenin hücre iskeletinin – hücrenin mekanik makineleri – Dünya’nın kabuğuna çok benzediğini ve sürekli olarak enerji dağıttığını ve bilgiyi nasıl ilettiğini düzenlediğini buldular. Bu kendini düzenleyen davranış, hücrelerin göç ve bölünme gibi karmaşık süreçleri dikkate değer bir hassasiyetle gerçekleştirmesini sağlar.
Daha da çarpıcı olan çalışma, mikroskobik hücresel yapıların davranışı ile büyük göksel cisimler arasında paralellikler çiziyor, bu da kritiklik ilkelerinin – sistemlerin doğal olarak dönüşümün eşiğine ayarlandığını düşündürmektedir.
Sonuçlar ayrıca, bilgi ve enerji yayılmasında metal-insülatör benzeri bir geçişin, çeşitli yoğuşmuş madde fizik alanlarında görülen Anderson lokalizasyonu adı verilen bir fenomeni anımsatan, geometrinin otomatik olarak geri dönüşü ve hücre iskeleti içindeki aktif stres yoluyla ayarlanabileceğini düşündürmektedir.
Bu ayrıca, yaşayan bir makine olarak hücrenin, kendi kendini ayarlama yoluyla bilgi işlemek için canlı olmayan sistemlerde yaygın olarak görülen enerjik ve mekanik ilkeleri kullandığını gösterir. Çalışma dergide yayınlandı Doğa fiziği.
“Makine olarak hücrenin kritik bir durumda yer alıyor olup olmadığı ve ayrıca, son yirmi yılda bazı biyofizikçiler için merkezi konular nasıl olup olmadığı. Burada, iyi kontrollü bir deneysel ortamda fenomenleri gözlemledik ve mekanizmayı önerdik. Mikroskop altındaki ölçek nesneler arasında teleskop için benzerlikler görmek şaşırtıcı değil mi?” Sun yorumladı.
Sun ve meslektaşları, hücrelerin bilgi ve enerji akışını, Anderson lokalizasyonu adı verilen iyi bilinen bir fizik fenomenine çarpıcı bir şekilde benzer bir mekanizma kullanarak düzenleyebileceğini keşfettiler-tipik olarak düzensiz metaller ve izolatörler gibi canlı olmayan sistemlerde gözlenen bir süreç. Araştırma, hücrenin iç iskele olan hücre iskeletinin, sinyalleri ve enerjiyi nasıl ilettiği konusunda metal-insülatör benzeri bir geçiş geçirebileceğini göstermektedir.
Bu geçiş, geometrisi ve iç stresi arasındaki geri bildirim yoluyla hücrenin kendisi tarafından ince bir şekilde ayarlanmış gibi görünmektedir. Bulgular, ince mühendislik makineleri gibi hücrelerin fiziksel yasaları yoğunlaştırılmış maddeden adapte etmek ve işlemek için – yaşayanlar ve cansız arasındaki çizgiyi gözetlemek için kullandığını göstermektedir.
Bu çalışma, farklı disiplinlerdeki bilim insanlarını ölçeksiz bir evrensel kritiklik yasalarının gerçekten var olup olmadığını merak etmeye motive eder ve her hücre kendi “evreni “dir.
