Исследователи из Лиссабонского университета совместно с коллегами из Дании, Швейцарии и Великобритании совершили прорыв в понимании движения клеток. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Physics под названием "Evidence of universal conformal invariance in living biological matter", клетки демонстрируют универсальные паттерны движения независимо от их типа и происхождения.
Под руководством Нуно Араужо из Департамента физики Факультета наук Лиссабонского университета, ученые обнаружили, что коллективное движение клеток обладает устойчивой инвариантностью. Это означает, что существуют общие закономерности в том, как перемещаются клетки разных типов. Исследователи выявили масштабную инвариантность в клеточном поведении — явление, аналогичное тому, как части брокколи по форме напоминают целое растение.
Для подтверждения своей теории ученые изучили четыре различных типа клеток: два вида прокариотических клеток, два вида эукариотических клеток (включая клетки почек собаки и клетки рака молочной железы человека), а также два типа патогенных бактерий. Несмотря на значительные различия между этими клетками, их коллективное движение подчинялось одним и тем же физическим законам.
Одной из главных сложностей исследования стало объединение подходов физики и биологии. Физика традиционно стремится найти универсальные закономерности, в то время как биология чаще фокусируется на уникальности каждой системы. Междисциплинарный подход позволил преодолеть это противоречие и открыть новые перспективы в понимании живых систем.
Открытие имеет потенциально широкий спектр медицинских применений. Оно может способствовать лучшему пониманию онкологических заболеваний и процессов метастазирования, развитию тканевой инженерии и созданию искусственных органов. Кроме того, знание закономерностей распространения бактерий может помочь в управлении распространением инфекций в больницах.
Технологические приложения открытия также впечатляют. Понимание универсальных паттернов движения клеток может привести к улучшению навигации в робототехнике, разработке более реалистичных видеоигр и совершенствованию систем искусственного интеллекта.
Исследование проводилось совместными усилиями Департамента физики и Центра теоретической и вычислительной физики Факультета наук Лиссабонского университета в сотрудничестве с учеными из университетов Дании, Швейцарии и Великобритании. Это сотрудничество позволило объединить различные экспертные знания и подходы для достижения прорывного результата.
Значимость этого открытия выходит далеко за рамки конкретного исследования. Идентификация универсальности в биологических системах открывает двери для применения физических методов к биологическим системам и, наоборот, позволяет использовать биологические системы для изучения физических явлений. Это взаимообогащение наук может привести к новым прорывам на стыке дисциплин и расширить наше понимание как живой, так и неживой природы.
Изображение носит иллюстративный характер
Под руководством Нуно Араужо из Департамента физики Факультета наук Лиссабонского университета, ученые обнаружили, что коллективное движение клеток обладает устойчивой инвариантностью. Это означает, что существуют общие закономерности в том, как перемещаются клетки разных типов. Исследователи выявили масштабную инвариантность в клеточном поведении — явление, аналогичное тому, как части брокколи по форме напоминают целое растение.
Для подтверждения своей теории ученые изучили четыре различных типа клеток: два вида прокариотических клеток, два вида эукариотических клеток (включая клетки почек собаки и клетки рака молочной железы человека), а также два типа патогенных бактерий. Несмотря на значительные различия между этими клетками, их коллективное движение подчинялось одним и тем же физическим законам.
Одной из главных сложностей исследования стало объединение подходов физики и биологии. Физика традиционно стремится найти универсальные закономерности, в то время как биология чаще фокусируется на уникальности каждой системы. Междисциплинарный подход позволил преодолеть это противоречие и открыть новые перспективы в понимании живых систем.
Открытие имеет потенциально широкий спектр медицинских применений. Оно может способствовать лучшему пониманию онкологических заболеваний и процессов метастазирования, развитию тканевой инженерии и созданию искусственных органов. Кроме того, знание закономерностей распространения бактерий может помочь в управлении распространением инфекций в больницах.
Технологические приложения открытия также впечатляют. Понимание универсальных паттернов движения клеток может привести к улучшению навигации в робототехнике, разработке более реалистичных видеоигр и совершенствованию систем искусственного интеллекта.
Исследование проводилось совместными усилиями Департамента физики и Центра теоретической и вычислительной физики Факультета наук Лиссабонского университета в сотрудничестве с учеными из университетов Дании, Швейцарии и Великобритании. Это сотрудничество позволило объединить различные экспертные знания и подходы для достижения прорывного результата.
Значимость этого открытия выходит далеко за рамки конкретного исследования. Идентификация универсальности в биологических системах открывает двери для применения физических методов к биологическим системам и, наоборот, позволяет использовать биологические системы для изучения физических явлений. Это взаимообогащение наук может привести к новым прорывам на стыке дисциплин и расширить наше понимание как живой, так и неживой природы.
