Apabila hidup bermula, angin puyuh gila bermula. Ini bukan puisi atau falsafah. Ini adalah sains.
Setelah telur disenyawakan, berbilion protein tumpah di permukaannya, melepaskan corak berpusing yang memusingkan. Lengkungan lingkaran ini merupakan bahagian asas pembahagian sel yang baru lahir.
“Telur adalah sel yang besar, dan protein ini harus bekerjasama untuk mencari pusatnya sehingga sel itu tahu di mana harus dibahagi berkali-kali untuk membentuk organisme,” kata ahli fizik Nikta Fakhri dari Institut Teknologi Massachusetts.
“Tanpa protein pembentuk gelombang ini, tidak akan ada pembelahan sel.”
Dalam kajian baru, Fakhri dan rakan-rakannya meneliti bagaimana bentuk gelombang pusaran ini dengan mengkaji corak penyebarannya pada membran sel telur bintang laut (Patiria miniata).
Selain memahami biologi oosit bintang laut, para penyelidik ingin melihat bagaimana corak ini dapat dibandingkan dengan fenomena gelombang serupa dalam jenis sistem lain – contoh apa yang disebut oleh ahli fizik sebagai kecacatan topologi.
Seperti yang dijelaskan oleh penyelidik dalam artikel tersebut, jenis tingkah laku bergolak yang serupa dapat diperhatikan dalam jasmani dan biologi. Pada skala yang berkisar dari kosmologi hingga tak terbatas, dari pusaran berputar di atmosfer planet hingga isyarat bioelektrik di jantung dan otak.
Walau bagaimanapun, walaupun persamaan dapat dikesan, sifatnya masih belum dapat diterokai.
“Walaupun terdapat kemajuan yang signifikan dalam memahami kecacatan topologi dan akibat fungsinya, belum jelas apakah undang-undang statistik yang mengatur struktur topologi seperti itu dalam sistem klasik dan kuantum meliputi makhluk hidup,” jelas penulis.
Riak lingkaran pada oosit bintang laut. (MIT)
Dalam eksperimen mereka dengan bintang laut, pasukan melancarkan hormon yang meniru permulaan persenyawaan dalam oosit, di mana gelombang yang menandakan protein yang disebut Rho-GTP berdenyut melalui membran selama beberapa minit pada satu masa, dan hasilnya ditampilkan di bawah mikroskop berkat bantuan pewarna pendarfluor. yang menyertai Rho-GTP.
Dengan mengubah kepekatan pemicu hormon, para penyelidik dapat melihat banyak pusaran berpusing yang tersebar di seluruh permukaan telur.
“Oleh itu, kami membuat kaleidoskop model yang berbeza dan melihat dinamika mereka,” kata Fakhri.
Setelah menangkap dan menganalisis halaju fasa dalam struktur gelombang, para penyelidik mengatakan, asas kehidupan yang diperhatikan pada telur bintang laut ini menyerupai dinamika dalam pergolakan bakteria dan sistem kuantum kondensat Bose-Einstein.
Hasilnya disajikan dalam jurnal Physics Nature.
Sumber: Foto: MIT
