Смерть не окончательна: математическая модель предположила, что клетки можно оживить

Клеточная смерть – это фундаментальное понятие в биологии. Но, несмотря на свою важность, его определение меняется в зависимости от контекста, в котором оно происходит, у него нет общего математического определения.

Теперь же исследователи из Токийского университета предложили новое математическое определение смерти, сообщает SciTechDaily. Оно основано на том, может ли потенциально мертвая клетка вернуться в предопределенное «репрезентативное состояние жизни», то есть состояния бытия, которые мы можем с уверенностью назвать «живыми». Эта работа может быть полезна для будущих биологических и медицинских исследований.

ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

Ученые нашли нового крупного призрачно-белого хищника в одной из глубочайших впадин Земли

Как бы ни было это страшно признавать, смерть приходит ко всем живым существам, будь то люди, животные растения или даже клетки. Хотя мы все можем отличить живое от мертвого, у смерти на клеточном уровне нет единого математического определения.

Но клеточная смерть играет важную роль во многих биологических процессах и может иметь важные последствия для здоровья. Поэтому очень важно понимать, что же на самом деле подразумевается под клеточной смертью.

«Моя долгосрочная научная цель — понять неотъемлемую разницу между жизнью и нежизнью с математической точки зрения; почему переход от нежизни к жизни настолько сложен, а наоборот настолько прост. Наша цель в этом проекте состояла в разработке математического определения и вычислительного метода для количественной оценки границы жизни и смерти. Мы смогли сделать это, используя важную особенность биологических реакционных систем, в частности ферментативные реакции внутри клеток», - заявил Юсукэ Химеока из Универсального института биологии.

Химеока и его команда предложили математическое определение клеточной смерти. Оно основано на том, как можно контролировать клеточные состояния, включая метаболизм, путем модуляции активности ферментов. Они определяют мертвые состояния как те состояния, из которых клетки не могут вернуться в кажущееся «живое» состояние, независимо от модуляции любых биохимических процессов. Это привело их к разработке вычислительного метода для количественной оценки границы жизни и смерти, которую они называют «стехиометрическими лучами».

Метод создан с упором на ферментативные реакции и второй закон термодинамики, который гласит, что системы естественным образом переходят из упорядоченных в неупорядоченные состояния. Этот подход позволил ученым понять, контролировать и возможно даже обратить вспять клеточную смерть в контролируемых лабораторных экспериментах.

«Мы наивно верим, что смерть необратима, но это не так тривиально и не обязательно так. Я считаю, что если смерть станет более подконтрольной нам, людям, наше понимание жизни и общества полностью изменятся. В этом смысле понимание смерти имеет решающее значение с точки зрения науки и социальных последствий», - заявил Химеока.

Ранее ученые смогли объяснить устойчивость тихоходок к радиации. Они выделили гены, которые помогают крошечным существам противостоять разрушительному влиянию излучения.