Ученые предложили новую модель специализации клеток

Математики из Высшей школы экономики разработали модель, объясняющую, как возникает специализация клеток в условиях ограниченности ресурсов. Результаты опубликованы в журнале PLOS ONE.

Специализация клеток, например, на соматические (отвечающие за жизнеспособность) и репродуктивные (отвечающие за размножение), наблюдается даже у простых многоклеточных организмов. Многие существующие модели, например, модель Ричарда Мичода, имеют недостатки — они не учитывают влияние среды на систему.

В статье "Modeling functional specialization of a cell colony..." ученые предложили модель, объясняющую условия возникновения клеточной специализации при ограничении ресурсов.

"Наша модель показывает, что в условиях ограниченности ресурсов специализация происходит так, чтобы помочь всему организму быть более эффективным при текущих параметрах среды", — говорит профессор ВШЭ Фуад Алескеров.

Исследователи рассмотрели модель, в которой для выполнения соматической и репродуктивной функций требуется разное количество ресурсов (условно — солнечного света).

Пример: для соматической функции нужно 1 Дж, для репродуктивной — 5 Дж. Поступление из внешней среды — 4 Дж. В этой ситуации клетки будут специализироваться так, чтобы обеспечить эффективную работу всей системы. Количество клеток, ответственных за жизнеспособность, увеличится, так как им нужно меньше энергии.

Модель также учитывает:

• Параметры важности репродуктивных и соматических функций для эффективности организмов.
• Возможность начальной дифференцировки клеток на стадии эмбрионального развития.

Проверка соответствия модели реальности остается задачей для биологов.