Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

Нечеткая логика старения

Изучить старение клеток помог отказ от четкой логики
Алексей Тимошенко, GZT.RU

В журнале PLoS Computational Biology опубликована статья, в которой представлена новая модель старения клеток (Andres Kriete, William J. Bosl, Glenn Booker, Rule-Based Cell Systems Model of Aging using Feedback Loop Motifs Mediated by Stress Responses). Исследователи из нескольких медицинских и научных центров США, среди которых можно выделить Гарвардскую медицинскую школу, попытались решить одну из сложнейших задач современной биологии при помощи нечеткой логики – раздела математики, являющегося расширением обычной математической логики.

Как пишут авторы работы в своей статье, смоделировать живую клетку крайне сложно из-за множества параметров, которые описывают ее поведение. В человеческом геноме, например, насчитывается около двадцати тысяч генов. Следовательно, внутри клетки может быть минимум такое же количество разных молекул белка и РНК, в процессах метаболизма на внутриклеточном уровне задействованы сотни веществ, а само «тело» клетки представляет вовсе не полый шарик.

Описать поведение клетки – задача столь же сложная, как смоделировать поведение города или государства, причем большим количеством разных численных величин (концентрации веществ, скорости их переноса и так далее) неприятности ученых не исчерпываются. Число экспериментов, из которых исследователям известно о поведении реальной клетки, хоть и велико, но недостаточно для полноты картины.

Когда четкость мешает

Обычная логика (математическая) предполагает однозначность высказываний. Применительно к биологии и отдельным клеткам это могло бы означать, что модель клетки всегда придерживается правил вида «если вокруг вещества А и одновременно вещества Б стало больше, чем миллиард молекул – надо начать деление».

Но с такими точными моделями есть проблема: они далеко не всегда хорошо согласуются с реальностью. Причина кроется в неполноте знаний – ученым остаются неизвестными многие правила, по которым работает клетка. И лишь так называемая нечеткая логика дает возможность получить интересующие исследователей результаты даже при недостатке знаний о моделируемой системе.


Вместо бинарного противопоставления «горячо-холодно»
устройства на нечеткой логике выделяют больше состояний.

Нечеткая логика в технике предполагает использование не двоичного выбора «есть-нет», а отнесение ситуации к одному из классов с довольно размытыми границами.


Изменение разных параметров,
описывающих поведение клетки в модели на нечеткой логике.

Что это даст?

Безусловно, из новой модели не получится тут же рецепт продлевающего жизнь лекарства и уж тем более она не откроет секрет бессмертия. Скорее, она окажется полезным инструментом для работы биологов, работающих над решением частных вопросов – изучающих влияние на клетки свободных радикалов, ищущих характерные изменения при определенных болезнях и так далее.

Но не стоит и преуменьшать значение моделей. Моделирование для ученого часто оказывается тем, что позволяет намного быстрее проводить исследования – в настоящее время, например, при помощи суперкомпьютеров осуществляется предварительный поиск лекарств или (если отвлечься от биологии) проверка прототипов автомобилей на безопасность при столкновениях. Вместо того, чтобы проводить испытания на сотнях животных или разбивать один дорогой автомобиль можно просто запустить программу и посмотреть на результат.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
21.06.2010

Читать статьи по темам:

биомолекулы компьютеры старение Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Торжество компьютерных методов: предсказание строения белков

Одним из научных коллективов, активно занимающихся предсказанием структуры белков с помощью компьютеров, является вашингтонская лаборатория Дэвида Бэйкера.

читать

Белок преждевременного старения

DDB2 (DNA damage-binding protein 2, «белок, сшивающий повреждения ДНК»), не только участвует в репарации ДНК, но, как оказалось, способствует накоплению активных форм кислорода в клетках, что приводит к их преждевременному старению.

читать

Тепловой шок и старение

Накопление неправильно свернутых белковых молекул сопровождает старение организма. Можно ли с помощью активации «клеточного ОТК» – белков теплового шока – замедлить процесс старения и снизить риск развития возрастных болезней?

читать

«Белок стресса» замедляет старение мышц

Ассоциированной с возрастом атрофия скелетной мускулатуры можно избежать посредством активации синтеза белка теплового шока в митохондриях.

читать

Достижения ДНК-робототехники

Самые совершенные бионанороботы могут за 40 минут пройти по изготовленной из ДНК площадке целых 50 шагов (200 нм) и даже собирать по дороге наночастицы трёх сортов. Пока это всё еще игрушки…

читать

Биосинтез белка: made in Russia

Российским ученым из некоммерческой организации «ГеронЛаб» удалось прояснить механизм связи двух важнейших стадий центрального процесса живой материи – биосинтеза белка.

читать