Notícies

Inici  >  Notícies > Desenvolupat un model matemàtic més simple que permet reproduir els patrons...

Desenvolupat un model matemàtic més simple que permet reproduir els patrons de creixement dels bacteris

Aquesta pàgina té continguts en Flash
Per veure aquest contingut cal que tenir activat el JavaScript i disposar de la darrera versió de l'Adobe Flash Player.Descarregueu gratis l'Adobe Flash Player
15/09/2010

Recerca

La manera com s’expandeixen les colònies de bacteris és un dels temes d’estudi clàssics de la biologia. En un treball recent d’Ignasi Pagonabarraga, professor del Departament de Física Fonamental de la UB, en col·laboració amb investigadors de la Universitat d’Edimburg, es planteja un nou model que permet, amb només dos paràmetres, reproduir els patrons de creixement de les colònies d’aquests microorganismes.

 

En el model matemàtic desenvolupat en aquest treball, publicat a la revista Proceedings of the National Academy of Science (PNAS), s’han tingut en compte els moviments bàsics d’un bacteri, que són la motilitat, el moviment direccional i la difusió, un moviment més desordenat de tempteig. «Al final hem determinat dos paràmetres adimensionals que descriuen de quina manera canvia la motilitat en funció de diferents aspectes, com ara la densitat de bacteris o el ritme de difusió», explica l’investigador Pagonabarraga. Actualment, per estudiar el creixement de les colònies els models consideren l’evolució conjunta de la densitat de bacteris i d’estimulants químics on cal ajustar un nombre significatiu de fins a deu paràmetres.

 
A la natura, els bacteris es troben, sovint, concentrats en superfícies formant estructures espectaculars vistes al microscopi. En el laboratori, és possible reproduir aquests patrons en una placa de Petri que conté gel d’agar que fa d’aliment. En aquest marc, els biòlegs matemàtics han desenvolupat una sèrie d’equacions que tenen en compte com es mouen els bacteris en funció de l’aliment, fenomen anomenat quimiotaxi. Així, «en el model proposat no s’ha tingut en compte la quimiotaxi però sí que prediu la formació de patrons sorprenentment similars als que estan considerats com a resultat d'un comportament quimiotàctic», conclou Pagonabarraga. A més, els dos paràmetres tenen sentit físic i això permetria ajustar-los per al disseny de futurs experiments.
 
Un patró típic de creixement de colònies bacterianes és el format per anells concèntrics. Aquests patrons es poden predir tenint en compte que la motilitat bacteriana varia amb la densitat. Aquest canvi provoca la separació dels bacteris en dues fases de gruix diferent a causa de la coexistència de dues densitats. La divisió cel·lular predomina en les regions menys denses i la mort cel·lular en les de més densitat. El desenvolupament de models simplificats que identifiquin un conjunt mínim de paràmetres per descriure els patrons observats experimentalment obre la possibilitat d’identificar els mecanismes bàsics subjacents a la dinàmica bacteriana.
 

Article:

M. E. Cates, D. Marenduzzo, I. Pagonabarraga, J. Tailleur. «Arrested phase separation in reproducing bacteria creates a generic route to pattern formation». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. DOI: 10.1073/pnas.1001994107 (2010).

 
 
Comparteix-la a:
| Més |
  • Segueix-nos:
  • botó per accedir al facebook de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al twitter de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al google+ de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al youtube de la universitat de barcelona
  • botó per accedir als rss de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al butlleti de la universitat de barcelona
Membre de: Dos Campus d'Excel·lència Internacional logo del leru - League of European Research Universities logo del bkc - campus excel·lència logo del health universitat de barcelona campus

© Universitat de Barcelona