Upload
lieu
View
19
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
The Complex Nature. Mogens Høgh Jensen, Niels Bohr Institute. Livsvigtig cellekommunikation. 1.Komplekse Systemer: Startede i 80’erne: Helt nye metoder i fysikken: Kaos, fraktaler biofysiske systemer, proteiner, celler, osv. 25. nov 2011, NBI Temadag - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
The Complex Nature
Mogens Høgh Jensen, Niels Bohr Institute
IFE, 5 May 2011
Niels Bohr Instutite
Dias 1
Livsvigtig cellekommunikation.
1. Komplekse Systemer: Startede i 80’erne:
Helt nye metoder i fysikken: Kaos, fraktaler
biofysiske systemer, proteiner, celler, osv.
25. nov 2011, NBI Temadag
Mogens Høgh Jensen
2. Kaos, fraktaler og komplekse systemer:
Sandbunke modeller: Paradigme ‘lavine’ model.
3. Kommunikation inde i en celle: protein-netværk.
4. DNA skade: Protein-netværket aktiveres.
5. Proteiner og gener kommunikerer: Skaden repareres?
6. Ellers: Celle-død eller varig DNA skade.
Niels Bohr Institutet !Fysikkens Mekka ..
Kaos og biofysik ? Genetik og proteiner !
Komplekse Systemer:Strange Attractors
Ikke-periodisk bevægelse, stor
afhængighed af begyndelses-betingerlserne
Lorenz attractor
Bifurkationstræ !
Fraktal Dimension: Ikke hel-tallig
Norges kyst er en fraktal !
Viskøse fingre: Vigtig for olieudvinding.
Vand i olie Blæk på papir
Fraktaler er skyld i oliekriser!
Fraktal struktur
Self-similær på alle skalaer !
Atmosfæren er kaotisk og turbulent :
Dekan Nils O. Andersen
Bakterier kan vokse som fraktaler
Hvordan vekselvirker baterier med fager ?
Dynamik i biologiske systemer
Laviner !!
Laviner har større sandsynlighed en vi troede !
Ikke Gaussiske teorier.
Paradigme model: Per Bak’s sandbunke
Komplekse netværks-skrukturer
Proteiner i Gær !
Også ’fraktal’ strukturer
N. Geva-Zatorsky, Mol. Sys. Biol. 2:2006.0033 (2006)
Celle-skade
‘Direkte’ observationer af oscillationer i celler-kerner
NFkB: Det ‘vigtigste’ protein til at regulere betændelse
Square external TNF wave
1/12/1 3/11/2
1/3
Where tongues overlap:
Controlled Chaos
Specific predictions for external cytokine wavesor periodic DNA damage (radiation)
Complementarity between rational and irrational numbers !
External frequency
External amplitude
Strange attractor of periodically ‘forced’ NF-κB system
ω=1
(2-3 hour period)
Somitteri embryoer
Wnt systemet
Four different parameter sets:
Biologiske motiver:
Repressilator: oscillations
A model for cell-to-cell communications:
Coupled Repressilators: A Repressor-Lattice
‘Natural’ phases: No frustration !
Repressing genes/proteins: in a cell or between cells !
Bi-direktionelle vekselvirkninger:
Ingen oscillationer. Mutationer !
Polititisk Netværk (2003)