Członkowie zespołu, którego wysiłkami kierowali Robyn Araujo oraz Lance Liotta, określili ramy, które mogłyby stanowić klucz do zrozumienia tego, jak cząsteczki oddziałują ze sobą w czasie dostosowywania się do zmieniających się warunków, ale jednocześnie zachowują przy tym ścisłą kontrolę nad istotnymi właściwościami, które są kluczowe dla przetrwania.
Czytaj też: Kwantowe sztuczki sprawiły, że mikroskopia weszła na jeszcze wyższy poziom
Jednym z kluczowych ustaleń, do jakich doszli autorzy wydaje się to, że w żywych układach cząsteczki nie przekazują po prostu sygnałów biochemicznych, lecz wykonują w związku z tym pewne obliczenia. Z punktu widzenia inżynierii nazywa się to integralną kontrolą, będącą strategią projektowania wykorzystywaną przez ludzi. Oczywiście w przypadku układów tworzonych przez człowieka potrzeba zupełnie innych komponentów, aby realizować te same cele.
Według autorów publikacji, struktury sieci molekularnej wykorzystują formę integralnej kontroli, w której dochodzi do współpracy mającej na celu nadanie konkretnym cząsteczkom zdolności do adaptacji. Dzięki zebranym informacjom powinny powstać wytyczne pomocne w kontekście badań poświęconych adaptacyjnym sieciom sygnalizacyjnym czy projektowaniu syntetycznych biosystemów.
Autorzy nowych badań w tej sprawie byli szczególnie zainteresowani tym, jak cząsteczki wchodzą ze sobą w interakcje i co z tego może wynikać
Zdaniem Liotty dążenie do odkrycia fundamentalnych zasad projektowania systemów biologicznych stanowi jedno z najważniejszych wyzwań w dziedzinie nauk przyrodniczych. Ramy wytyczone przez członków zespołu pozwoliły wyznaczyć ścisłe i nienaruszalne kryteria projektowe. Takie ramy można nałożyć na duże i złożone sieci, a jakby tego było mało – uwzględnić w tym wszystkim nawet najdrobniejsze aspekty dotyczące skomplikowanych interakcji międzycząsteczkowych.
Używając algorytmu algebraicznego opartego na tym odkryciu, byliśmy w stanie wykazać istnienie wbudowanych całek w biologicznie ważne sieci reakcji chemicznych, których zdolność do wykazywania adaptacji nigdy wcześniej nie mogła być wyjaśniona żadną systematyczną metodą. czytamy w publikacji
Czytaj też: Chińczycy dokonali historycznego wyczynu. Zsynchronizowali mózg z komputerem
Wśród bardziej praktycznych korzyści płynących z przeprowadzonych eksperymentów naukowcy wymieniają między innymi postępy w zakresie badań nad opornością na leki nowotworowe, praktyki uzależnień czy leczenia chorób autoimmunologicznych. Widzimy więc, że nawet badania dotyczące miniaturowego wręcz świata mogą mieć szerokie implikacje dla “naszej” rzeczywistości. O szczegółowych ustaleniach dokonanych przez autorów możemy przeczytać w publikacji, która trafiła na łamy Nature Communications.
