Prijeđite na glavni sadržaj

Zašto je spoj mehanike, fizike i biologije važan za staničnu biologiju?

Ugledni znanstveni časopisi Developmental Cell i Molecular Biology of the Cell donose pregledne radove prof. Tolić i prof. Pavina
26.2.2021.

Posebno izdanje uglednog znanstvenog časopisa Developmental Cell i najnovije izdanje Molecular Biology of the Cell donose revijalne radove prof. dr. sc. Ive Tolić s Instituta Ruđer Bošković (IRB) i prof. dr. sc. Nenada Pavina s Prirodoslovno-matematičkog fakulteta (PMF) Sveučilišta u Zagrebu, u kojima autori diskutiraju najnovije trendove i rezultate u multidisciplinarnom pristupu straničnoj biologiji, koji kombinira biofizičke eksperimente, molekularnu biologiju te teorijsko modeliranje.

Zašto je spoj mehanike, fizike i biologije važan za staničnu biologiju?

Prof. Pavin i prof. Tolić

Otkriće Watsona i Cricka o strukturi molekule DNA kao nositelju one ključne informacije o životu uvelike je oblikovalo percepciju biologije posljednjih pedeset godina prošlog stoljeća.

Međutim, stanična biologija je neizmjerno složena. Da bi znanstvenici mogli objasniti kako se dijelovi stanica strukturiraju i kako djeluju jedni na druge odnosno koje su to sile i fizikalne zakonitosti koje njima upravljaju potrebna su im znanja iz mehanike, fizike i matematike. Iz tog razloga fokus posebnog izdanja časopisa Developmental Cell je na mehanobiologiji.

Sedam vodećih znanstvenih grupa u području stanične biologije pozvano je predstaviti svoje viđenje mehanizama s obzirom na njihovo specifično područje interesa, kako bi dali pregled suvremenih pristupa i dostignuća u razumijevanju kako biomehanička svojstva stanice doprinose različitim staničnim ponašanjima i funkcijama, kao što su reorganizacija u citoplazmi pokretana aktinom i mikrotubulima, mehanika koja stoji iza ranog razvoja sisavaca i uspostavljanja tkiva te primjena stanične mehanike na tkivno inženjerstvo. Gledajući preciznije definirane stanične procese, Nenad Pavin i Iva Tolić u svom preglednom radu raspravljaju o mehanici diobenog vretena potrebnoj za pravilnu podjelu kromosoma.

''Želja za razumijevanjem funkcioniranja diobenog vretena neprestano potiče razvoj eksperimentalnih pristupa temeljenih na mehaničkim perturbacijama, koji su komplementarni klasičnim metodama genetike i biokemije. U ovom smo članku predstavili napredak u razumijevanju mehanike diobenog vretena, usredotočujući se na sile kojima mikrotubuli djeluju na kromosome,'' istaknula je prof. dr. sc. Iva Tolić.

U drugom preglednom radu, objavljenom u aktualnom izdanju časopisa Molecular Biology of the Cell, Iva Tolić i Nenad Pavin nastojali su dati pregled najnovijih rezultata i ideja koje nastaju iz kombiniranja teorijskog i eksperimentalnog pristupa na primjeru mehanike diobenog vretena, te jasno demonstrirati važnost teorijskog modeliranja u biologiji, ne samo kao potvrdu eksperimentalnih metoda već i u pružanju uzbudljivih predviđanja, koja onda definiraju nove izazove i smjerove u istraživanju.

''Prije 14 godina Iva i ja započeli smo suradnju kojoj je bio cilj razumjeti sile u diobenom vretenu. Krenuli smo s proučavanjem oblika diobenog vretena na temelju kojeg smo onda željeli predvidjeti sile koje u njemu djeluju. Tako smo razvili teoriju koja je pratila eksperimentalne rezultate. Međutim, tada se dogodilo da je teorijski model kojeg smo postavili osim sila u diobenom vretenu predvidio i postojanje momenata sila, koji još nisu bili eksperimentalno poznati, i koji su tada ukazivali na to da bi diobeno vreteno moglo biti kiralne strukture. To su potvrdila naša eksperimentalna istraživanja, a rezultate smo objavili u časopisu Nature Communications. To je bio izvrstan primjer u kojem je teorija bila ispred eksperimenta i zapravo motivirala eksperimente, što u biologiji nije čest slučaj,'' objasnio je prof. Pavin.

''Cilj je svakog studenta ili istraživača koji se bavi proučavanjem biologije otkriti kako život funkcionira. U tome nam nisu uvijek dovoljna samo znanja iz biologije, već trebamo posegnuti i za znanjima iz fizike i matematike, posebice teorijskim modeliranjem. Ono nam je vrijedno jer nam omogućuje da rigorozno formuliramo naše hipoteze istraživanja te prepoznamo njihove implikacije.“ dodala je prof. Tolić.

Objava preglednih radova na poziv prestižnih časopisa dodatno je priznanje za rad prof. Tolić i prof. Pavina te njihovih timova znanstvenika koji nižu sjajne znanstvene rezultate.

Ovu tvrdnju potvrđuje i novi projekt vrijedan 10 milijuna eura koji je Europsko istraživačko vijeće (ERC) 2019. godine odobrilo prof. Tolić i timu koji uključuje prof. Pavina te dvije grupe izNizozemske i SAD-a u sklopu najprestižnijeg programa Sinergija. Ovo je već drugi projekt koji je ERC dodijelio prof. Tolić i timu, svrstavajući ih u sam vrh svjetske znanosti.

Kontaktirajte nas

Više informacija

Iva Tolić

dr. sc. , Voditelj laboratorija znanstveni savjetnik u trajnom zvanju

Ova stranica koristi kolačiće

neki od tih kolačića nužni su za ispravno funkcioniranje stranice, dok se drugi koriste za praćenje korištenja stranice radi poboljšanja korisničkog iskustva.

Za više informacija pogledajte naše uvjete korištenja.

  • Kolačići koji su nužni za ispravno funkcioniranje stranice. Moguće ih je onemogućiti u postavkama preglednika.