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          Health & Wellness Science & Technology

          研究表明,单个细胞具有“时钟”

          鱼的学校是集体行为的一个例子。

          自然界最常见的现象之一 在学校集体行为,鱼儿游动,蝗虫踏着一起,鸟植绒。同样的事情发生在人体中,有个别细胞同步到昼夜节律,它告诉我们的身体的时候吃饭,睡觉或再现生物钟的一部分。

          这是如何发生是一个谜,但老虎机游戏平台的新的研究阐明了这个问题,由领导的研究小组 乔纳森·阿诺德 提供的第一次,个别细胞有时钟的证据。

          集体行为是研究的一个比较新的领域,部分原因是它需要这么多学科合作,但影响并不一定在新的领域,用在公共健康和医学许多掉落。你的身体感觉遇险旅游和中断后,你通常昼夜节律是有后果的,如果它持续一段时间,因为它为飞行员和空乘人员。谁的工作摆轮班的人面临着类似的问题。

          协会已经显示出时钟和癌症治疗之间,和时钟的更多的知识对解决诸如日落综合征,这会导致老年痴呆症患者或老年痴呆症到变得激动或困惑在傍晚和晚上条件的潜力。

          阿诺德球队分离粗糙脉孢菌,类型粉色面包模具中的单个细胞,并发现这三个属性,其指示时钟的存在:自身复位,响应于光的能力;保持时间,尽管温度波动的能力;和昼夜节律,其在每日一次的周期调节内部流程。

          “这些都是生物钟的基本属性,但到现在为止,没有人已经表明,这些楼盘的单个细胞保持为真,”他说。

          该团队的研究结果发表在 IEEE访问从电气和电子工程师协会同行评审的开放获取学科的期刊。

          该时钟也可以利用制造生物治疗和化学原料,根据阿诺德教授 遗传学 在里面 艺术和科学学院富兰克林.

          “根据所使用的生物,你需要利用他们的时钟类似的行为,以确保你得到了很多你想把你造之材,”他说。

          另一个应用程序正在使用性质,激发新类型的工程方法,构建机器人群,例如。

          “如果你有成千上万,你试图去配合机器人吗?”阿诺德说。 “一些可能使这项工作的原则是走出来的像这样的项目。”

          2020年3月,UGA的 生物信息学研究所 将举办集体行为,将探讨这些问题,更多的研讨会。

          阿诺德开始早在1999年的蜂窝时钟工作,与海因茨 - 贝恩德schüttler,物理学在富兰克林学院的教授合作。在2004年,他们获得了美国国家科学基金会资助的系统生物学开发新的工具来表征时钟。该项目还在继续,但他们从此一发不可收拾(额外NSF资助)研究什么是单细胞中发生的事情。

          为了寻找单个细胞这些特性,阿诺德和schüttler建立一个多学科小组与教师从四个实验室,遗传学,物理学,工程学和生物化学。

          雷东茂,教授UGA的 工程学院 和的构件 再生生物科学中心,开发了用于检查在不同尺度的细胞微流体装置。

          大多数研究已经完成对一个完整的人或生物中,根据阿诺德。 UGA的团队开发的测量不同的比例,使用多达四个不同的设备。

          “有没有一个,那将提供所有你想要的答案装置,”他说。 “这就是为什么设计是非常重要的,因为你必须制定解决不同的问题的新途径。”

          球队也增加了检测的细胞的平均数。大多数研究着眼于数百个或者一个个细胞最多,阿诺德说。他的团队看了超过40,000细胞来了解太多变化如何存在和发生了什么变化的细胞开始互相通信。

          “这是一个数字游戏,”他说。 “你必须要能够看到许多细胞真正看到同步是如何发生的。”

          在建立单个细胞时钟的存在,球队继续与解释钟表在细胞是如何同步的目标。有两个主要理论。一个是物理理论,即噪声的外部节奏,如不规则的鼓声-可以同步细胞的时钟。另一种是化学理论表明细胞发送信号给对方,以协调他们的行为。

          另一个团队成员, 艺术爱迪生,将适用于他的专业生物化学探索有关细胞化学信号的问题。爱迪生是乔治亚研究联盟杰出学者和生物化学教授,分子生物学的 富兰克林学院。该小组还包括来自统计,生物信息学,化学,物理学,遗传学,工程和昆虫学研究生。

          “在这一领域的成功取决于非常不同的学科走到一起,做到这一点,”阿诺德说。

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