Ученые создали модель прогнозирования бактериальной динамики
Исследователь Генри Маттингли совместно с Фондом Симонса разработал уникальную вычислительную систему, впервые моделирующую распространение бактерий в сложных средах. Это достижение открывает новые горизонты для микробиологии и биотехнологий.
Предугадать пути микроорганизмов сложнее, чем просчитать траекторию ветра — их движение напоминает хаотичный танец частиц. Столкновения с поверхностями и углами превращают прогнозирование в настоящий вызов. Однако точные расчёты критически важны: от них зависит создание систем контроля патогенов и «навигация» полезных бактерий для целевой доставки лекарств.
Ключевые параметры бактериальной мобильности
Эксперименты выявили определяющую роль частоты смены направления при движении жгутиковых бактерий. Чрезмерно интенсивные или редкие повороты снижают их скорость, а взаимодействие с препятствиями провоцирует задержки. Маттингли систематизировал три типа поведения: свободное перемещение, скольжение вдоль барьеров и стабилизация в угловых зонах.
Математическое моделирование позволило определить вероятности каждого состояния и описать диффузионные процессы. Тестовые симуляции с виртуальными препятствиями подтвердили высокую точность прогнозов системы.
Перспективы для биомедицинских технологий
Разработка обещает прорыв в создании умных бактериальных носителей для терапии. Оптимизация частоты маневров микроорганизмов повысит эффективность доставки препаратов. Следующий этап — проверка модели на живых культурах для интеграции в практическую медицину.
Ранее научное сообщество представило метод управления клеточной морфологией с помощью световых волн.
Источник: www.gazeta.ru
