Новая модель показывает, что прежние расчёты деления клеток игнорировали молекулярные механизмы

Новое математическое моделирование из Кеннет П. Дитрихской школы искусств и наук показывает, что риски стратегий деления клеток могли быть рассчитаны неверно, поскольку прежние расчёты игнорировали движущие силы деления на молекулярном уровне. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Две стратегии деления

• Стратегия «размерника» (sizer): Клетка делится, достигнув определённого целевого размера. Считалась лучшей для поддержания точного размера клетки.
• Стратегия «сумматора» (adder): Клетка делится, добавив определённое количество массы с момента предыдущего деления. Именно её используют бактерии в периоды быстрого роста.

Ранее считалось, что стратегия «сумматора» приводит к менее точному распределению размеров, так как для коррекции ошибок (слишком большой или маленькой клетки) ей требуется больше поколений.

Ключевое уточнение модели

Новая модель, разработанная аспирантом Мотасемом ЭльГамелем, учитывает не только переменные на уровне целой клетки (размер, время деления), но и молекулярные изменения.

Основное открытие: Клетка делится не когда достигает определённой массы, а когда накапливает определённое количество конкретных молекул. Хотя масса и количество молекул растут параллельно, их совместный учёт меняет картину.

Результаты

При учёте в модели количества молекул наряду с добавленной массой стратегия «сумматора» оказывается:

• Более точной для поддержания размера.
• Менее чувствительной к ошибкам во время репликации.

«Мы знаем, что клетка принимает эти решения на основе количества определённых молекул в теле клетки. Именно это и нужно было учесть», — пояснил соавтор работы, доцент Эндрю Муглер.