Русская версия English version   
Том 14   Выпуск 1   Год 2019
Бризеры в молекуле ДНК и динамика клетки

Никитюк А.С.1, Корзникова Е.А.2, Дмитриев С.В.2,3, Наймарк О.Б.1

1Институт механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук, Пермь, Россия
2Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, Уфа, Россия
3Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия

Аннотация. Молекулярно-морфологические признаки онкогенеза связываются с многомасштабными коллективными эффектами в молекулярных и клеточных ансамблях. Показано, что нелинейное поведение биологических систем может быть ассоциировано с генерацией характерных коллективных мод, представляющих открытые состояния в молекулярных системах, следствием которых является когерентная динамика экспрессии. В работе предложена механо-биологическая модель ДНК (в развитие модели Пейрара-Бишопа-Барби), использованная для изучения нелинейной динамики геликоидальной молекулы ДНК. Аналитические малоамплитудные локализованные решения, такие как дискретный бризер и антикинк, были получены методом многомасштабного разложения для многокомпонентных решеток. Набор коллективных открытых состояний (бризеров) в молекулярных ансамблях обеспечивает динамику коллективной экспрессии, определяющей характерные состояния клеток. Этот результат позволяет сформулировать экспериментальную стратегию для анализа качественных изменений в динамике клеток, вызванных упомянутыми выше коллективными модами. Соответствия биомеханическим изменения были показаны экспериментально с использованием данных когерентной фазовой микроскопии, анализирующих временные ряды флуктуаций фазовой толщины. Изучение механических аспектов поведения отдельных клеток является предпосылкой для понимания функций клеток в случае качественных изменений при заболеваниях, влияющих на свойства морфологии клеток и тканей, для разработки методологии диагностики и дизайна лечения.

Ключевые слова: ДНК, модель Пейрара-Бишопа, геликоидальная модель, открытые состояния, модуляционная интерференционная микроскопия.

Содержание Оригинальная статья
Мат. биол. и биоинф.
2019;14(1):137-149
doi: 10.17537/2019.14.137
опубликована на англ. яз.

Аннотация (англ.)
Аннотация (рус.)
Полный текст (англ., pdf)
Список литературы

 

  Copyright ИМПБ РАН © 2005-2024