las olas son Generalizado en la naturaleza y la tecnología.Ya sea el ascenso y descenso de las mareas oceánicas o el movimiento del péndulo de un reloj, los ritmos predecibles de las olas crean una señal que se puede rastrear y distinguir fácilmente de otros tipos de señales.
Los dispositivos electrónicos utilizan ondas de radio para enviar y recibir datos, como una computadora portátil, un enrutador Wi-Fi o un teléfono móvil y una torre de telefonía celular. Asimismo, los científicos pueden utilizar un tipo diferente de onda para transmitir un tipo diferente de datos: señales de procesos invisibles y dinámicas que subyacen a la forma en que las células toman decisiones.
I biólogo sintéticoy el mio Grupo de búsqueda La tecnología ha sido desarrollada Envía una ola de proteínas genéticamente modificadas. Viaja a través de la célula humana para proporcionar una ventana a las actividades ocultas que proporcionan energía a las células cuando están sanas y las dañan cuando están fuera de control.
Las ondas se pueden modificar para transportar diferentes tipos de información, como radio FM y AM.
Las olas son una poderosa herramienta de ingeniería.
El comportamiento oscilatorio de las ondas es una de las razones por las que son patrones tan poderosos en geometría.
Por ejemplo, se pueden utilizar cambios controlables y predecibles en las oscilaciones de las ondas para codificar datos, como información de audio o vídeo. en caso Radio cada estación Se le asigna una onda electromagnética única que oscila a su propia frecuencia. Estos son los números que ves en el dial de la radio.
Los científicos pueden ampliar esta estrategia a las células vivas. Mi equipo lo ha usado. Olas de proteínas Transformar la célula en una estación de radio microscópica que emite datos sobre su actividad en tiempo real para estudiar su comportamiento.
Las proteínas bacterianas MinD (cian) y MinE (magenta) pueden organizarse en patrones helicoidales.
Convertir células en estaciones de radio
Estudiar el interior de las células requiere un tipo de onda que pueda comunicarse e interactuar específicamente con los mecanismos y componentes celulares.
Mientras que los dispositivos electrónicos están construidos con cables y transistores, las celdas están construidas y controladas por una variedad de componentes químicos. se llaman proteinasLas proteínas realizan una variedad de funciones dentro de la célula, desde extraer energía del azúcar hasta determinar si la célula debe crecer o no.
Las ondas de proteínas son generalmente raras en la naturaleza, pero algunas bacterias generan naturalmente ondas de dos proteínas llamadas Mente y pensamiento – A menudo se les llama juntos MinDE, para ayudarlos a dividirse. Mi equipo descubrió que poner MinDE en células humanas hace que las proteínas se reorganicen en una sorprendente variedad de… Ondas y patrones.
Las ondas de la proteína MinDE por sí solas no interactúan con otras proteínas en las células humanas. Sin embargo, encontramos que MinDE puede ser Diseñado fácilmente Interactuar con la actividad de proteínas humanas específicas responsables de tomar decisiones sobre el crecimiento, la señalización a las células vecinas, el movimiento y la división.
La dinámica de las proteínas que impulsa estas funciones celulares es difícil de detectar y estudiar en células vivas porque la actividad de las proteínas es generalmente invisible incluso para microscopios de alta potencia. Interrumpir estos patrones de proteínas el está en La esencia de muchos Cánceres y trastornos del crecimiento.
La colocación de MinDE en células humanas produce patrones ópticos que pueden indicar cambios en la actividad de las proteínas en la célula.
Modelamos las conexiones entre las ondas de la proteína MinDE y la actividad de las proteínas responsables de procesos celulares clave. Ahora bien, la actividad de estas proteínas provoca cambios en la frecuencia o amplitud de la onda proteica, al igual que la radio AM/FM. Usando microscopios, podemos detectar y registrar las señales únicas transmitidas por células individuales y luego decodificarlas para recuperar la dinámica de estos procesos celulares.
Recién estamos comenzando a explorar cómo los científicos usan ondas de proteínas para estudiar las células. Si la historia de las olas en la tecnología sirve de indicación, su potencial es enorme.
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