Banyak gerakan silia

Jurnal Antarmuka Royal Society (2022). DOI: 10.1098 / rsif.2022.0264″ width=”500″ height=”247″/>

Hasil tiga kali lipat versus medan magnet yang diterapkan untuk interaksi yang berbeda dan tingkat relaksasi putaran untuk model pasangan radikal sederhana. Dalam model ini, salah satu akar digabungkan ke inti dengan konstanta kopling ultrahalus 1 mT. Untuk nilai laju yang berbeda, seseorang dapat melihat penurunan yang jelas di dekat medan nol, dengan maksimum mendekati nilai medan geomagnetik (sekitar 0,05 mT). diatribusikan kepadanya: Majalah Antarmuka Royal Society (2022). DOI: 10.1098 / rsif.2022.0264

Silia adalah struktur seperti rambut kecil yang ditemukan pada sel-sel di seluruh tubuh kita yang melakukan berbagai fungsi termasuk membersihkan saluran udara, mengedarkan cairan serebrospinal di otak kita, dan mengangkut telur ke saluran tuba. Sementara peneliti memahami fungsinya, mereka tidak sepenuhnya memahami bagaimana menghasilkan gerakan khusus untuk melakukan fungsi tersebut.


Sebuah tim peneliti di Sekolah Teknik McKelvey Universitas Washington di St. Louis, dipimpin oleh Lewis Woodhams, Dosen Senior, dan Philip F. Bailey, Profesor Terhormat Lee Hunter dan Ketua Departemen Teknik Mesin dan Ilmu Material. Model matematika baru dari silia yang berdenyut karena ketidakstabilan mekanis yang disebut ‘flutter’ yang muncul di bawah kekuatan konstan yang dihasilkan oleh protein motor dynein. Ketidakstabilan flutter pada tingkat mikroskopis mirip dengan flutter aerodinamis dalam sistem yang lebih besar, yang mengakibatkan runtuhnya Jembatan Tacoma Narrows yang terkenal, dan juga terjadi pada sayap pesawat dan bilah turbin.

Hasil pencarian muncul di sampul edisi Agustus Majalah Antarmuka Royal Society.

Pulsa silia dengan cara yang berbeda: kulit di ekor sel sperma mendorong cairan secara simetris, sedangkan jenis silia lainnya menarik secara asimetris, mirip dengan gerakan gaya dada. Yang lain lagi, seperti silia ganglion embrionik, bergerak dalam gerakan melingkar atau pusaran.

“Kami membuat model elemen hingga khusus yang memungkinkan kami menjelajahi ruang parameter model secara efisien dan memberi kami gambaran tentang perilaku sistem,” kata Woodhams, penulis pertama makalah penelitian. “Model ini dapat digunakan untuk menjelaskan bentuk pemukulan silia yang simetris, asimetris, dan tiga dimensi.”

Untuk mempelajari gerakan silia, tim Lewis Woodhams dan Phil Bailey membangun model kasar struktur flagela, kumpulan mikrotubulus yang membentuk inti pusat silia. Video ini menunjukkan animasi sistem tujuh utas dengan parameter. Kredit: Lewis Woodhams

Tim membangun model dengan enam filamen di bagian luar dan satu di bagian dalam yang merupakan perkiraan struktur akson flagela, bundel mikrotubulus yang membentuk inti pusat silia. Karena banyak struktur protein akson terlalu kecil untuk mengukur sifat mereka secara langsung, model matematika memungkinkan mereka untuk mengeksplorasi bagaimana penggabungan antara untaian individu mempengaruhi frekuensi dan bentuk perkalian.

“Dengan menggunakan model ini, kita dapat bereksperimen dengan jumlah kekuatan dynein yang berbeda dan kekakuan yang berbeda dari struktur internalkata Woodham. “Mencoba mensimulasikan sistem dengan perangkat lunak komersial dapat memakan waktu berjam-jam untuk menyelesaikan satu sistem. Dengan menggunakan pendekatan ini, kami dapat memecahkan ribuan titik parameter dan mendapatkan gambaran tentang perilaku sistem di banyak titik berbeda.”

Laboratorium Bailey bekerja dengan silia sebagai model untuk mempelajari getaran, gerakan gelombang, dan ketidakstabilan dalam sistem mekanis dan biomedis. Penelitian baru ini dibangun di atas pekerjaan sebelumnya dengan memungkinkan analisis nilai eigen yang efisien, yang mencirikan frekuensi dan bentuk perkalian, dalam model sumbu multi-filamen menggunakan matriks elemen hingga yang diturunkan secara khusus. Model tersebut mencakup representasi matematis baru dari protein motor dynein yang menyeimbangkan gaya dan momen internal seperti deformasi aksonal.

“Model Louie adalah kontribusi besar untuk bidang ini. Model ini secara ketat dan jelas menunjukkan bahwa ketidakstabilan getaran mekanis dapat mendasarinya bulu mata Batting – salah satu fenomena biofisik yang paling luas dan penting di alam, ‚ÄĚkata Bailey.


Membuat gelombang: Para peneliti menjelaskan cara kerja silia


informasi lebih lanjut:
Louis G. Woodhams et al, Generasi pemukulan silia oleh aktivitas dynein konstan: efek kopling filamen dalam model multi-filamen, Majalah Antarmuka Royal Society (2022). DOI: 10.1098 / rsif.2022.0264

kutipan: Push, Pull or Swirl: The Many Movements of Cilia (2022, Agustus 31) Diperoleh pada 31 Agustus 2022 dari https://phys.org/news/2022-08-swirl-movements-cilia.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Sekalipun ada kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.

READ  NASA melakukan upaya kedua untuk meluncurkan roket bulan untuk pertama kalinya pada hari Sabtu | berita Dunia

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *