Прогнозирование эволюции в популяциях клеток с помощью закона масштабирования

от

Закон масштабирования связывает ожидаемое количество мутантов с общим размером популяции клеток в пространственно ограниченной, но растущей популяции. Это может помочь врачам прогнозировать, когда рак или бактериальные инфекции могут развить устойчивость к лечению.

При малом количестве клеток в популяции, подвергающейся сильному давлению отбора, например, из-за лекарства, предназначенного для уничтожения клеток, вероятно возникновение мутаций. Однако трудно предсказать, когда эти мутации могут возникнуть и стать распространёнными в популяции, поскольку моделирование всех возможных вариантов будущего для мутантов в растущей популяции требует значительных вычислительных ресурсов.

В статье, опубликованной в PNAS Nexus, Доминик Водар и его коллеги вывели общие законы, описывающие, как количество мутантов в растущей системе масштабируется в зависимости от общего размера популяции на основе размерности системы — будь то двумерный слой клеток, подобный биоплёнке, или трёхмерная масса, подобная опухоли.

Законы учитывают промежуточных мутантов с различной приспособленностью, например, с амплификацией генов, когда гены дублируются в геноме. Закон масштабирования также охватывает клетки с дефицитом репарации несоответствия, которые не могут исправить свои мутации, поскольку у них есть мутация в системе репарации ДНК.

Ключевые переменные в законе масштабирования включают размер всей колонии (или время её роста) и показатель степени, который варьируется в зависимости от таких факторов, как количество мутаций, размерность системы и то, являются ли мутации выгодными для клеток. По мнению авторов, закон масштабирования имеет значение для изучения эволюционной биологии и биомедицины.

Предоставлено PNAS Nexus

Больше из раздела [Биология и медицина](https://www.physicsforums.com/forums/biology-and-medical.82/)

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте