inspiration of life

Poem, Politic, Knowledge, Saints, Education, Advertisement and etc.
selamat datang di blog kami,

ANDA boleh saja mengkopy paste file yang saya tampilkan, tetapi mohon dengan hormat mencantumkan URL/alamat site kami sebagai sumber dari artikel anda.

terima kasih atas kunjungan anda. semoga dapat memberi sedikit inspirasi bagi anda... thanks and have a nice day

Cari Blog Ini

Jumat, 24 April 2015

PARA PENELITI MENGEMBANGKAN MODEL KOMPUTER DARI INTERAKSI KOLONI BAKTERI


Salah satu dari sifat-sifat luar biasa yang dimiliki oleh koloni bakteri adalah cara yang mereka lakukan ketika menyatukan diri (pembentukan koloni) dan orientasi sel-sel bakteri. Bakteri mengeluarkan zat polimer ekstraseluler (EPS) yang membentuk biofilm-seperti struktur pada saat sel-sel tersebut menyatukan diri. Dengan melihat kepadatan struktur sistem koloni tersebut, para peneliti telah berspekulasi bahwa titik puncak kepadatan yang diwujudkan oleh koloni disebabkan oleh interaksi mekanis yang spesifik antara sel-sel dan kandungan biofilm.

Sekelompok peneliti dari Rice University, Columbia University, dan Universitas Tel Aviv mengembangkan model komputer dari interaksi sel bakteri -EPS yang memungkinkan mereka untuk mengubah variabel dan mempelajari efek dari penggabungan diri (pembentukan koloni) dan orientasi sel-sel bakteri. Diterbitkan dalam The Proceedings of National Academy of Sciences, studi mereka mengkonfirmasi pengaruh efek mekanis pada heterogenitas distribusi sel dalam koloni bakteri.


Pada saat berada pada kepadatan rendah, umumnya sel-sel berinteraksi secara kimia. Dan pada saat berada pada kepadatan yang tinggi, interaksi mekanik langsung antara sel-sel menjadi faktor yang mengatur dalam pembentukan koloni. Para peneliti membangun sebuah model sederhana yang menguji interaksi nonmotile yaitu sel-sel bakteri berbentuk batang yang  memproduksi EPS sendiri untuk menentukan bagaimana koloni bakteri nonequilibrium mengalami agregasi spontan.
Partikel yang dijadikan model dibatasi dalam dua dimensi, sehingga menghilangkan tumpang tindih sel bakteri sebagaimana yang tampak sesuai  kondisi nyatanya. Disekitar EPS polimer dikelilingi oleh partikel berbentuk bola kecil, sementara bakteri dimodelkan dalam skala yang lebih besar yang tumbuh dan membentuk  spherocylinders dengan diameter yang konstan. Model komputer sederhana ini menggambarkan karakteristik agregasi bakteri melalui koordinat xy dan vektor satuan yang mewakili orientasi dari sumbu simetri bakteri.


Diantara temuan mereka, para peneliti mencatat bahwa peningkatan gaya tolak sel-EPS mengakibatkan bergabungnya sel secara luas dan tingginya  tingkat reaksi untuk menggabungkan diri dalam koloni. Untuk mengkonfirmasi efek dari kekuatan tolak yang elastis antar sel, para peneliti meningkatkan proporsi di mana sel-sel menghasilkan EPS, sekaligus mempertahankan daya tolak yang sama. Hasilnya adalah koloni sel bakteri hampir terdistribusi secara heterogen pada sebuah media dari partikel EPS dan sangat sedikit segregasi. Sebagaimana yang para peneliti tulis , hal tersebut memberikan sebuah gambaran yang jelas bahwa interaksi penolakan mekanik yang kuat diperlukan untuk mendorong sistem, yang mengarah kepada agregasi sel bakteri melalui pelemahan daya tarik, bahkan pada kelebihan depletants (partikel EPS) dalam jumlah yang cukup sekalipun.


Untuk studi di masa depan, para peneliti menyarankan bahwa model mereka akan sangat mudah diterapkan pada sejumlah skenario tiga dimensi yang bisa ditemukan dalam kehidupan nyata. Menambahkan dimensi ketiga akan memungkinkan mereka untuk mencakup dampak  transisi tekuk yang mendorong sel-sel dalam koloni padat bereaksi. Model yang terkini juga menghilangkan efek kematian sel dalam sistem. Proses Pergerakan, pada Bakteri motil bisa dimodelkan dengan parameter yang sama dengan penelitian ini. Dan dinamika sel dan matriks ekstraseluler juga bisa dimodelkan dalam kondisi jaringan hewan.

source :
"Mechanically-driven phase separation in a growing bacterial colony." PNAS 2015 ; published ahead of print April 13, 2015, DOI: 10.1073/pnas.1504948112/phys.org

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar