Woher die Zilien die Welle

Diese Forschung in Aktion Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Dünne, haarähnlichen biologische Strukturen, so genannte Zilien sind klein aber fein. Jeweils bestehend aus mehr als 600 verschiedene Proteine, arbeitet zusammen mit Hunderten von anderen in einer dicht gedrängten Schicht zu bewegen wie eine Masse auf einem Ball-Spiel tun "die Welle". Ihre synchronisierte Bewegung hilft Schleim aus der Lunge zu fegen und Einleiten von Eiern aus den Eierstöcken in die Gebärmutter. Durch die Kontrolle, wie ein Embryo Flüssigkeit umströmt, helfen Zilien auch dafür sorgen, dass Organe wie das Herz auf der richtigen Seite Ihres Körpers zu entwickeln.

Aber trotz der Zilien Bedeutung, Wissenschaftler haben kein gutes Verständnis des Mechanismus, der steuert, wie Zilien unisono ihre viele wesentliche Funktionen schlagen. Um dies zu untersuchen, eine Gruppe von staatlich finanzierte Forscher an der Brandeis University, unter der Leitung von Zvonimir Dogic und Daniela Nicastro, erstellt die erste Modelle der künstlichen Zilien.

Der Hauptbestandteil war Mikrotubuli oder hohlen Protein-Röhren, die pflanzlichen und tierischen Zellen Struktur zu geben und helfen, organisieren und deren Komponenten für die Zellteilung zu bewegen. Motorproteine und eine Verbindung, die Mikrotubuli in Bündel versammelt ging auch in die Mischung.

Im Inneren einer Maschine namens ein Strömungsraum, zog die künstlichen Wimpern wie die reale Sache: sie zusammen in einer Reihe von synchronisierten, selbstorganisierten Wellen schlagen. In einigen Fällen wie Sie hier sehen, könnte Labor gefertigte Zilien sogar Push Schutt entlang der Oberfläche einer Blase, imitiert Transport entlang einer Zelloberfläche.

Als erstes Beispiel eines Systems, das schlägt wie Cilien, hätten die neuen Modelle Anwendungen in Bereichen von Zellbiologie bis hin zu Physik und Nanoscience. Die Modelle öffnet auch neue Türen für das Studium Ciliopathies, seltene aber schwere genetische Erkrankungen, die sich ergeben wenn Flimmerhärchen nicht normal bewegen.

Die Forscher erwarten, dass künstliche Wimpern sogar beleuchten auf andere selbstorganisierende Systeme, wie z. B. Bakterienkolonien, Schwärme von Zugvögeln und Traffic-Muster könnten.

Diese Forschung wurde von der National Institute of Health (NIH) und der National Science Foundation (NSF) unterstützt. Mehr coole Bilder und Videos der biomedizinischen Grundlagenforschung in Aktion finden Sie auf der NIH Biomedical Beat Cool Bildergalerie.

Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Siehe die Recherche im Archiv der Aktion.