Biyokimyasal ağlardaki yeni bir kinetik modül kavramı, bu ağların nasıl işlediğinin anlayışında devrim yaratabilir. Potsdam Üniversitesi’nden bilim adamları ve GOLM’deki Max Planck Moleküler Bitki Fizyolojisi Enstitüsü, biyokimyasal ağların yapısını ve dinamiklerini kinetik modüller aracılığıyla ilişkilendirmeyi başardılar, böylece uzun zamandır açık olan bir sistem biyolojisi sorusunu açıklığa kavuşturdular.
Çığır açan bulguları dergide yayınlandı Bilim ilerlemeleri.
Biyokimyasal ağlar, sinyalleri işlemesini ve molekülleri hücre fonksiyonlarını destekleyen yapı taşlarına dönüştürmesini sağlayan bir hücrenin merkezi işleme birimleridir. Bunlar, hücredeki altta yatan kimyasal reaksiyonların yapısı ve dinamikleri ile tanımlanır.
Bu ağlar, biyoinformatik yöntemleri kullanılarak ağların yapısı kullanılarak fonksiyonel modüllere ayrılmıştır. Kinetik modüller, ağ yapısı ve dinamikler arasındaki etkileşim nedeniyle ortaya çıkan bir tür fonksiyonel modüllerdir.
Potsdam Üniversitesi’ndeki biyoinformatik profesörü ve Moleküler Plant Fizyolojisi Enstitüsü’ndeki biyoinformatik profesörü Zoran Nikoloski, “Biyokimyasal ağlardaki kinetik modüllerin metabolit konsantrasyonlarının sağlamlığını ve bu ağların işlevselliği üzerindeki etkilerinin nasıl belirlendiğini öğrenmek istedik.”
Sağlamlık, bir ağın çevredeki herhangi bir değişiklikte sürekli bir metabolik ürün konsantrasyonunu koruma yeteneğini ifade eder. Bu, çeşitli çevresel dalgalanmalar durumunda bir hücrenin hayatta kalmasını ve büyümesini sağlar. Bazı metabolitlerin konsantrasyonundaki sağlamlık kaybı, birçok hastalığın ayırt edici özelliği olarak kabul edilir.
Reaksiyon oranlarının kinetik birleşmesine dayanan yeni bir kinetik modül kavramı kullanan ekip, model bitki Arabidopsis thaliana, model bakterisi escherichia coli modelleri ve model mantarları Saccharomyces cerevisiae de dahil olmak üzere 26 farklı organizmanın 34 metabolik ağ modelini analiz etti.
Kinetik modül kavramları ile araştırmacılar, biyokimyasal ağların yapısını ve dinamiklerini başarılı bir şekilde bağlayabildiler ve böylece otuz yıldır açık olan bir sistem biyolojisi sorusunu netleştirebildiler.
Nikoloski, “Sonuçlarımızın biyoteknolojik ve tıbbi uygulamalar için geniş etkileri var.”
“Modüllerin otomatik olarak tanımlanmasının, düzenleyici, sinyal ve metabolik ağlar ve ağ yapısının ötesine uzanan tasarım ilkeleri arasındaki ilişkileri anlamamızı derinleştirmek için kullanılabilmesini bekliyoruz.”
