211service.com
Kaip genų grandinės saugo informaciją
Vienas iš didžiausių ląstelių biologijos galvosūkių yra tai, kaip informacija saugoma, apdorojama ir perduodama iš kartos į kartą biocheminiu lygmeniu.
Iki šiol labiausiai žinomas mechanizmas yra nukleotidų seka DNR. Tačiau pastaraisiais metais atsirado nemažai kitų duomenų saugojimo mechanizmų, vadinamųjų epigenetinių procesų, ir dėl jų vaidmens vyksta įnirtingos diskusijos. Pavyzdžiui, prie DNR prijungtų metilo grupių modelis atrodo svarbi duomenų saugojimo sistema, kaip ir baltymų, kontroliuojančių DNR pakavimą, modifikacijos.
Šiandien Georgas Fritzas iš Kelno universiteto ir keli bičiuliai pateikė naują idėją. Jie sako, kad paprastas genų tinklas gali veikti kaip sąlyginė atmintis, kuri saugo arba ignoruoja informaciją, kai jai liepiama tai padaryti. Grandinė elgiasi panašiai kaip duomenų skląstis elektroninėje grandinėje, ty nuskaito ir išsaugo įvesties signalą tik tada, kai tai sąlygoja nuskaitymo komanda, sako grupė.
Ši atminties grandinė iš esmės yra modifikuota gerai žinomo genetinio perjungimo jungiklio, susidedančio iš dviejų vienas kitą slopinančių genų ir galinčio egzistuoti vienoje iš dviejų būsenų, versija. Skirtumas tas, kad šią grandinę valdo kito baltymo koncentracija. Esant didelėms koncentracijoms, grandinė yra paruošta saugoti duomenis kito baltymo pavidalu. Esant mažoms koncentracijoms, grandinė nepaiso to, kas vyksta. Tai suteikia papildomą paprasto perjungimo jungiklio valdymo lygį.
Tai labai paprastas dizainas, galintis atlikti sudėtingą logiką. Iš tiesų, Fritzas ir kiti toliau demonstruoja, kaip tokie jungikliai gali būti sujungti, kad tai padarytų. Tai yra nuosekli logika, kuri labai priklauso nuo įvesties signalų istorijos (priešingai nei kombinatorinė logika, kuri priklauso tik nuo esamų įvesties signalų).
Tai potencialiai labai svarbu. Sąlyginė atmintis leistų ląstelėms manipuliuoti informacija, surinkta skirtingomis sąlygomis skirtingu laiku, sako Fritzas ir kt. Tiesą sakant, būtent toks elgesys stebimas tam tikrų tipų ląstelėse. Išnagrinėjome vieną iš pažiūros protingo korinio elgesio pavyzdį, kuris turi būtent šią savybę.
Fritz ir co netgi toliau tiria savybes, kurias turėtų turėti sąlyginės atminties grandinė. Ji turėtų sugebėti reaguoti į aplinkos pokyčius maždaug per 30 minučių ir vis tiek saugoti informaciją apie daugelį ląstelių kartų.
Bet štai čia: Fritzo darbas yra visiškai teorinis ir tai kelia įdomų ir svarbų klausimą. Ar sąlyginės atminties grandinės iš tikrųjų egzistuoja tikruose genetiniuose tinkluose? Niekas nežino.
Jie lengvai galėtų ir kai kurie gana nesudėtingi darbai turėtų atskleisti jų buvimą. Jei jie nepasirodys, tai irgi bus įdomu. Tai reikš, kad gamta nustatė esminį šios grandinės konstrukcijos trūkumą arba geresnį informacijos saugojimo būdą.
Laikas ieškoti.
Nuoroda: arxiv.org/abs/q-bio/0701011 : Nuosekliosios transkripcijos logikos projektavimas: paprasta sąlyginės atminties genetinė grandinė