مطالعه رشد داخل ساختمان

[ad_1]

اعتبار: Pixabay / دامنه عمومی CC0

یک گوجه فرنگی را در یک جعبه مربع پرورش دهید و در نهایت یک گوجه فرنگی مربعی به دست خواهید آورد. این آزمایشی است که به وضوح نشان می دهد که چگونه بسته شدن می تواند بر شکل در حال تکامل بدن تأثیر بگذارد.

محققان MIT و دانشگاه ییل اکنون چارچوبی نظری برای توضیح مکانیزم چگونگی واکنش بدن در حال رشد به احتباس ایجاد کرده اند. برای آزمایش نظریه خود، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی تال کوهن، دانشیار مهندسی عمران و محیط زیست و مهندسی مکانیک در موسسه فناوری ماساچوست، باکتری وبا را در یک ژل نرم رشد می دهد و معماری گسترش بیوفیلم های باکتریایی را با وضوح یک سلول مشاهده می کند. همانطور که رشد می کنند. 10000 برابر بزرگتر

بر اساس مطالعه ای که در نشریه منتشر شده است، پیرو این تئوری، بیوفیلم ها مسیرهای رشدی را اتخاذ می کنند که شکل آنها را در پاسخ به احتباس و آسیب به ژل اطراف بهینه می کند، زیرا این بیوفیلم برای حاوی بیوفیلم تغییر شکل می دهد. مجله مکانیک و فیزیک جامدات.

پرادیپ شارما، استاد مهندسی مکانیک در دانشگاه MD اندرسون در هیوستون، گفت که مطالعه مسائل گنجاندن در دهه 1950 توسط دانشمند بریتانیایی جان اشلبی متحول شد، اما کار کوهن و همکارانش گام مهمی به جلو است.

«یکی از محدودیت‌های اصلی کار اشلبی این است که به موادی محدود می‌شود که فقط کمی تغییر شکل می‌دهند. شارما، که بخشی از مطالعه MIT-Yale نیست، توضیح می‌دهد که ما به طور معمول با زمینه‌هایی مواجه می‌شویم که در آن ناهنجاری‌ها به سختی «خفیف» هستند. «کوهن و همکارانش مشکل گنجاندن اشلبی را برای تغییر شکل‌های بزرگ به طرز درخشانی حل کرده‌اند. مشکلات مربوط به ادغام در مواد نرم مانند ژل ها، الاستومرهای مورد استفاده در رباتیک نرم، غشاهای بیولوژیکی، نحوه تعامل سلول ها در بافت ها اکنون به لطف مقاله کوهن در دسترس است.

محققان مایلند درباره نحوه رشد بیوفیلم ها بیشتر بدانند، زیرا می توانند به مقاومت آنتی بیوتیکی و آلودگی مکانیکی قایق ها و سیستم های تصفیه آب کمک کنند. اما یافته های کوهن و همکارانش در مورد سناریوهای مختلف رشد محدود، از تشکیل رسوب در داخل آلیاژ فلز گرفته تا تومور در حال رشد در ریه، نیز صدق می کند.

کره های صاف

دانشمندان تعامل بین رشد و استرس محیطی را برای اجسام بسته یا آخال ها به مدت 70 سال مطالعه کرده اند. این مطالعات از یک چارچوب خطی برای درک رابطه استفاده می کنند – هر چه بدن در حال رشد نیروی بیشتری بر محدودیت های خود اعمال کند، جابجایی این محدودیت ها بیشتر می شود.

کوهن توضیح می‌دهد که رفتار مواد در دنیای واقعی بسیار پیچیده‌تر است. مرزهای محدود کننده که توسط بدن در حال رشد بیرون می زند، می تواند در برابر جابجایی مقاومت کند یا شکسته شود. ارتباط همیشه در حال تکامل است، زیرا شکل در حال تغییر گنجاندن با واکنش‌های در حال تغییر مواد محصورکننده آن تعامل دارد. آزمایشگاه کوهن در مطالعه این اثرات غیرخطی در مواد جامد تخصص دارد. تئوری گنجاندن غیرخطی که توسط محققان ایجاد شده است، تفاوت های قابل توجهی را در اشکال گنجاندن بسته به محیط رشد آنها پیش بینی می کند. در مورد بیوفیلم ها، زمانی که مواد اطراف آن سخت تر است، باکتری ها به جای یک کره معمولی، یک کره مسطح یا “صاف” را تشکیل می دهند.

کوهن گفت که سیستم فیلم تجربی در اصلاح نظریه آنها مهم بود. در واقع، مشاهده این تغییر شکل‌های عظیم که در داخل مواد به روشی بسیار کنترل‌شده اتفاق می‌افتند، بدون آن بسیار دشوار خواهد بود.»

کوهن افزود، آزمایش ها و نظریه نقطه شروع هستند. به عنوان مثال، محققان همچنین کنجکاو هستند که چگونه نظریه آنها می تواند چگونگی انتشار مواد مغذی در سیستم رشد را توضیح دهد و آیا “این می تواند ارتباط بین محدودیت ها و خود رشد را بهتر توضیح دهد.”

او پیشنهاد کرد که درک چگونگی رشد انکلوژن ها – و شاید چگونه و چرا رشد آنها متوقف می شود یا چگونه به محیط آسیب می رسانند – می تواند در مقابله با رشد تومور مهم باشد. این تئوری را می‌توان برای پردازش فلزات نیز به کار برد تا رشد و تنش‌های ایجاد شده توسط رسوب در فلز برای ایجاد آلیاژهایی با ویژگی‌های متفاوت کنترل شود.

رویکردی متفاوت برای رشد

نمونه افراطی بیوفیلم باکتریایی که 10000 برابر بزرگتر می شود، در مرکز کاری است که آزمایشگاه کوهن روی آن کار می کند. او و دانش‌آموزانش علاقه‌مندند که وقتی مواد به محدودیت‌هایشان کشیده می‌شوند، چه اتفاقی برای آنها می‌افتد. فشار می تواند ناشی از استرس شدید، امواج ضربه ای یا تنش های مربوط به رشد باشد.

اما کوهن می گوید که آزمایشگاه او به رشد متفاوت از بسیاری از آزمایشگاه ها نگاه می کند. اکثر مردم با مشاهده شروع می کنند. آنها یک درخت را می بینند، برای مثال، فرضیه ای را مطرح می کنند که چگونه رشد می کند، و سپس نظریه ای را ایجاد می کنند که مشاهدات را بازتولید می کند.

در عوض، کوهن و همکارانش با کاوش در اصول خود رشد شروع می کنند. او می‌گوید: «ما یک سیستم را تشریح می‌کنیم و سعی می‌کنیم آن را به‌صورت میکروسکوپی درک کنیم، و می‌پرسیم، مکانیسم‌های اصلی که در اینجا باعث رشد می‌شوند چیست؟

سپس محققان می پرسند که سیستمی با این اصول می تواند به چه شکلی رشد کند؟ کوهن می گوید، این رویکرد باز، نظریه های آنها را برای مسائل مختلف در زیست شناسی و سیستم های فیزیکی مفید می کند.

این کار به کار گروهی برای ترکیب ابزارهای پیشرفته تحلیلی، محاسباتی و تجربی نیاز دارد. نویسندگان اصلی، جیان لی و مریتونکای کوتاری، هر دو از همکاران فوق دکترای MIT، به ترتیب پیشتاز تلاش‌های محاسباتی و تحلیلی بودند. MIT Ph.D. شاگردان Chockalingam Senthilnathan، Thomas Henzel و Xuanhe Li در این تلاش نظری مشارکت داشتند. این آزمایش ها توسط کیوتینگ ژانگ، یک فوق دکترای دانشگاه ییل در گروه دستیار جینگ یانگ انجام شد.


نیروهای مکانیکی بیوفیلم ها ممکن است در عفونت ها نقش داشته باشند


اطلاعات بیشتر:
جیان لی و همکاران، نظریه گنجاندن غیرخطی با کاربرد در رشد و ریخت زایی یک جسم بسته، مجله مکانیک و فیزیک جامدات (2021). DOI: 10.1016 / j.jmps.2021.104709

ارائه شده توسط موسسه فناوری ماساچوست

نقل قول: Study of Growth in Limited Space (2022، 4 ژانویه)، بازیابی شده در 4 ژانویه 2022 از https://phys.org/news/2022-01-exploring-growth-confined-space.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.



[ad_2]

https://20khababr.ir
https://afkharebartar.ir
https://akhabarebartar.ir
https://andnews.ir
https://avatefepak.ir
https://baranmajale.ir
https://behtaringam.ir
https://daltek.ir
https://elmitarin.ir
https://fardayeashena.ir
https://forbos.ir
https://foxirani.ir
https://gisoon.ir
https://hodhodirani.ir
https://iranisard.ir
https://kahkashani.ir
https://lasttimes.ir
https://lilaki.ir
https://livejame.ir
https://magirani.ir
https://majaleiranian.ir
https://mervina.ir
https://mineralnews.ir
https://modirezard.ir
https://momon.ir
https://moniseh.ir
https://nationaliran.ir
https://netcrafti.ir
https://news-single.ir
https://newsexpress.ir
https://newslife.ir
https://newsspot.ir
https://newsteen.ir
https://nikmag.ir
https://officemag.ir
https://okaziyon.ir
https://one-news.ir
https://pandamag.ir
https://parsroids.ir
https://patris-fun.ir
https://senatornews.ir
https://seratmag.ir
https://sibala.ir
https://sohanian.ir
https://sosokan.ir
https://tazekhabari.ir
https://technoirani.ir
https://timesirani.ir
https://yamorani.ir
https://yandexkhabari.ir
https://abdoosnews.ir
https://zehnenoandinsh.ir
https://abestanews.ir
https://abtinnews.ir
https://akhbarebartaaar.ir
https://akhbaremaaaa.ir
https://akhbareshomaaa.ir
https://akhshijnews.ir
https://atrinnews.ir
https://atroticnews.ir
https://atshnews.ir
https://bashariatemrooz.ir
https://dastesalamatt.ir
https://dostemansalam.ir
https://elementorsite.ir
https://emrooztafahom.ir
https://ensanedirooooooz.ir
https://etelaresankhabar.ir
https://examplenews.ir
https://fardaalefba.ir
https://gisooyekhabar.ir
https://halohekayatha.ir
https://hashtadonoh.ir
https://hekayatfardayeemaaa.ir
https://honarmandkhabar.ir
https://istgaheshomareyek.ir
https://ketabkhoooon.ir
https://kimyagaaaar.ir
https://markazeakhbar.ir
https://masternewss.ir
https://mohamadrezasite.ir
https://morvarideasia.ir
https://mramins.ir
https://naserinews.ir
https://nasermr.ir
https://newsamins.ir
https://newsatropat.ir
https://newscenterals.ir
https://newsmineral.ir
https://newsouls.ir
https://newspishgamannn.ir
https://newssalam.ir
https://newsshans.ir
https://newsworlds.ir
https://parinews.ir
https://patris-music.ir
https://poshtibannews.ir
https://powernewss.ir
https://recordejadid.ir
https://salamnewws.ir
https://23ncfst.ir/
https://amiran-carpet.ir/
https://armanenergytec.ir/
https://blogenews.ir/
https://blogkhoon.ir/
https://bvfars.ir/
https://charsounews.ir/
https://chsnews.ir/
https://dezfil.ir/
https://dmwebmaster.ir/
https://dota2news.ir/
https://erfanhd.ir/
https://etminan110.ir/
https://faratarazkhabar.ir/
https://farsgardi20.ir/
https://footynews.ir/
https://goto98.ir/
https://ilyarkhabar.ir/
https://ir2khabar.ir/
https://iranalmanac.ir/
https://irandaryafest.ir/
https://khabarehaft.ir/
https://khabarontime.ir/
https://lolsms.ir/
https://maadgig.ir/
https://masoudtb.ir/
https://mp3news.ir/
https://music-ha.ir/
https://nakhlestankhabar.ir/
https://newcharge.ir/
https://news-links.ir/
https://news180.ir/
https://pimn.ir/
https://prmf.ir/
https://pvnews.ir/
https://rejawnews.ir/
https://sahab-co.ir/
https://samanbarg.ir/
https://semanews.ir/
https://shirinonews.ir/
https://soheilesonghor.ir/
https://tacity.ir/
https://taktanews.ir/
https://tarabaranmag.ir/
https://telegram-persian.ir/
https://tfcenter.ir/
https://trika.ir/
https://velninews.ir/
https://vidnaz.ir/
https://wajnews.ir/
https://your-news.ir/
https://zangannews.ir/
https://2016downloadnew.ir/
https://paxsolomusic.ir/
https://daryamedia.ir/
https://andikakhabar.ir/
https://seo-pbn.ir/
https://ghezelwich.ir
https://panaztebtabriz.ir
https://shayna-net.ir
https://kanooneslamshahr.ir
https://raynuts.ir
https://honare2.ir
https://itsama.ir
https://flingpet.ir
https://foreverpro.ir
https://fraeesi.ir
https://gkhabar.ir
https://18amlak.ir
https://pooyesh-khabar.ir
https://matsef.ir
https://photo-land.ir
https://tabarestan118.ir
https://disachain.ir
https://chikaapp.ir
https://mahestan18.ir
https://radyaabkala.ir
https://c-civil.ir
https://saeeed.ir
https://copytops.ir
https://modirsearch.ir
https://shz1music.ir
https://m-khosravi.ir
https://iranhayashi.ir
https://iranian-dress.ir
https://gigblog.ir
https://basitcg.ir
https://mashhadhekmat.ir
https://rahetamin.ir
https://radolyamani.ir
https://bnemati.ir
https://face-wood.ir
https://tourvare.ir
https://centertasisat.ir
https://bidarirafsanjan.ir
https://namahaa.ir
https://30pp.ir
https://script-tabadol-link.ir
https://simayesarbedar.ir
https://pakdashtiha.ir
https://rentacars.ir
https://2019movies.ir
https://ekar24.ir
https://saber-ramezani.ir
https://teb-saharsina.ir

ایندکسر