Freie Universität Berlin’den Roland Netz ve ekibi, yüzme hareketi yapan alg hücreleri ve emekleyen kanser hücrelerinin hareket ölçümlerini inceleyerek, hücrelerin kendi hareketlerini çevresel gürültüden ayırabildiklerini gösterdi. İlginç bir şekilde, genetik olarak aynı olan kanser hücreleri, çeşitli kendi kendine hareket davranışları sergiledi, bu da DNA’nın tüm hareketleri önceden belirlemediğini düşündürüyor.
Cam bir bardaktaki küçük bir boncuğun hareketi rastgele bir yürüyüştür. Su molekülleri boncuğa çarparak onu farklı yönlere iter. Bu, Brown hareketi olarak bilinir ve matematiksel olarak Langevin denklemiyle açıklanır. Ancak, nesne kendi kendine hareket ettiğinde ne olur?
Netz ve ekibi, bu tür aktif madde problemleri üzerinde çalışarak, sürtünme teriminin karmaşık bir fonksiyon olan bellek çekirdeği ile değiştirildiği genelleştirilmiş Langevin denklemi üzerinde çalışıyor. Bu çekirdek, nesneye hem şimdiki hem de geçmişteki etkilerini kapsar.
Hücrelerin Hareketindeki Bireysel Davranışlar
Ekip ilk olarak, tek hücreli algler, meme kanseri hücreleri ve plastik boncuklar olmak üzere üç nesne setinin hareketini ölçtü. Netz’in grubu tarafından daha önce geliştirilen yöntemleri kullanarak, her bir nesne için bir bellek çekirdeği çıkardılar. Aktif hücreler arasında, çekirdeklerdeki yayılma büyüktü.
Araştırmacı Anton Klimek başlangıçta, bu yayılmanın hücrelerin birbirinden farklı olmasından mı yoksa rastgelelikten mi kaynaklandığını bilmiyoruz, diyor ve yine araştırmacılar, çıkarılan çekirdeklere dayanarak simülasyonlar gerçekleştirdi ve hücreler arası varyasyonlardan kaynaklanan yayılmayı izole edebildiklerini de gösterdi.
Aynı hücre dizisinden gelen kanser hücreleri, genetik olarak çeşitli alg hücreleri kadar varyasyon sergiledi. Bu bulgu, gen diziliminin tek başına davranışı belirlemediğini gösteren biyolojik çalışmalara uygundur. “Bir hücre, gelişirken farklı aşamalardan geçer ve farklı bir mikro çevre deneyimler,” diye açıklıyor Netz.
Araştırmacılar, veri analiz yöntemlerinin, hücrelerin ilaçlara veya diğer çevresel faktörlere tepkisini incelemek için invaziv olmayan bir yöntem oluşturabileceğini düşünüyorlar.
Kaynaklar:
- physics.aps.org/articles/v18/s84
- A. Klimek et al., “Intrinsic cell-to-cell variance from experimental single-cell motility data,” PRX Life (2025).
- B. A. Dalton et al., “Memory and friction: From the nanoscale to the macroscale,” Annu. Rev. Phys. Chem. 76, 431 (2025).
