Prevedere matematicamente la crescita di una pianta

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Un nuovo modello matematico prevede il comportamento della pianta. Un modello computazionale in grado di riprodurre esattamente le fasi di crescita della radice di “Arabidopsis thaliana”, pianta comunemente detta “arabetta”, è stato messo a punto da un gruppo di ricercatori italo-olandesi.

In quanto tempo e come crescerà una pianta. Ce lo dice la matematica. Un modello computazionale in grado di riprodurre esattamente le fasi di crescita della radice di “Arabidopsis thaliana”, pianta comunemente detta “arabetta” è stato messo a punto da un gruppo di ricercatori coordinato da Sabrina Sabatini del Dipartimento di Biologia e biotecnologie Charles Darwin dell’Università Sapienza di Roma, in collaborazione con il Dipartimento di Biologia computazionale dell’Università di Utrecht. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Developmental Cell. Integrando evidenze sperimentali con la biologia computazionale, il programma predice il comportamento della pianta in vivo e in diverse condizioni ambientali.Un nuovo modello matematico prevede il comportamento della pianta

Per arrivare a questo traguardo i ricercatori hanno identificato alcuni dei circuiti molecolari centrali nella crescita della radice, utilizzandoli poi come parametri per lo sviluppo del modello. “Questo lavoro – spiega Sabatini – è un esempio di come si può modellizzare un sistema regolativo complesso predicendone gli esiti a partire dai parametri chiave. L’utilizzo di un modello computazionale ci ha permesso di stabilire ad esempio come la proteina Plethora (PLT), che si trova in grandi quantità nella nicchia staminale della radice, venga gradualmente diluita in seguito dell’attivazione della divisione cellulare e distribuita nelle cellule indifferenziate di nuova generazione, dove raggiunge livelli minimi di concentrazione”.

Da qui, i ricercatori hanno identificato i network attivi nel differenziamento cellulare e i loro meccanismi di funzionamento: come l’azione inibitoria reciproca di alcune molecole controlli il numero di cellule indifferenziate della radice e come tale processo venga interrotto, a 5 giorni dalla germinazione, da un ormone che favorisce il differenziamento e garantisca una crescita coerente dell’organo. “Il nostro – conclude Sabatini –  è uno dei pochi modelli dinamici che incorpora l’attività di diversi network genetici in grado di riprodurre in silicio la crescita della radice, e potrà essere utilizzato per fare predizioni testabili sperimentalmente in vivo”.

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