[PWC-MEDIA] Tijd, energie en opslagcapaciteit bepalen meetnauwkeurigheid van de 'celcomputer'

  • From: <info@xxxxxx>
  • To: pwc-media@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Tue, 16 Dec 2014 09:00:06 +0000 (UTC)

Beste lezer,

Vandaag verscheen een artikel over hoe cellen nauwkeurig concentraties van
moleculen in hun omgeving kunnen meten, als een 'celcomputer'. In de bijlage
vindt u de Engelse versie van dit persbericht.

&nbsp_place_holder;

&nbsp_place_holder;

![](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=vbiNYXLVfOTNpg0f5ZODxn0rgVxrEdccuLusT92IcCxSexWiSm3RInnLfxoPgh2h3rB3kzj6gqS9ERJ0IgX2KU1l1x4tZiI2BaoSnde5lqQ-3D_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZREwlljd9bP014zYWsoMJGFP9e06TmOP9DFVHuVvR9Sz1PG1GWoUjnt9qpDRM7kd8iI7JvnApvghzzUC2xMK4TfGIhrCP6dQD0sNJM0H2aiEWhHDnFGa3aLTDrkuYegFM3y0iPeP7b8O-2BQwRuGezK31OAShX5pVjeheX73ltQw0ZkrvNpfH64exvgYdPBhnc9FSdQ-2BMHLNh-2BwiQ7y-2Fk2gLx
c88d/FOMlogo_fc.jpg&w=250)

&nbsp_place_holder;

&nbsp_place_holder;

16 december 2014

# Tijd, energie en opslagcapaciteit bepalen meetnauwkeurigheid van de
'celcomputer'

**Onderzoekers van FOM-instituut AMOLF hebben ontdekt wat de nauwkeurigheid 
bepaalt waarmee cellen chemische concentraties kunnen meten. Zij beschreven de 
resultaten van hun onderzoek in twee publicaties: op 24 november online in de 
Proceedings of the National Academy of Sciences en op 16 december in Physical 
Review Letters. **

**&nbsp_place_holder;**

Of het nu gaat om bacteriën die voedsel zoeken, of menselijke cellen die zich
differentiëren tot bijvoorbeeld een hersencel, alle levende cellen moeten
kunnen reageren op signalen uit hun omgeving. Deze signalen bestaan uit
chemische concentraties van nabije moleculen.

  
**Celcomputer  
**Cellen zijn in staat deze chemische concentraties met een ongekende precisie 
te meten dankzij receptoreiwitten aan hun oppervlak, die met de 
omgevingsmoleculen binden. Een netwerk van chemische reacties stuurt dit 
signaal vervolgens de cel in.   
  
Deze netwerken zijn de informatieverwerkende machines van de levende cel,
vergelijkbaar met een computer. Evenals een computer heeft het cellulaire
systeem tijd, energie en opslagcapaciteit nodig om te functioneren. Een groot
verschil tussen een computer en het cellulaire meetsysteem is dat celprocessen
veel ruis vertonen, waardoor het niet duidelijk was hóe cellen concentraties
met een hoge precisie kunnen meten. De AMOLF-onderzoekers hebben nu een
theorie te ontwikkeld die de nauwkeurigheid van een concentratiemeting
beschrijft, aan de hand van het aantal aanwezige eiwitten, de tijd en de
energie die de cel in de meting steekt.

&nbsp_place_holder;

**Optimaal ontwerp**

De onderzoekers keken eerst naar passieve systemen in de celcomputer, die geen
energie verbruiken. In deze systemen begrenst het aantal receptoreiwitten, de
eiwitten die met moleculen kunnen binden, het aantal metingen dat de cel doet.
De celcomputer middelt over dit aantal om de gehele molecuulconcentratie te
bepalen.

  
Om een meer nauwkeurige schatting te maken van de concentraties, moet het
celsysteem metingen uit het verleden onthouden. Dit vergt echter tijd, energie
en andere eiwitten om de metingen op te slaan. Tot verrassing van de
onderzoekers bleken deze drie onderdelen de meetnauwkeurigheid te bepalen als
schakels in een keten. De precisie is begrensd door het onderdeel dat het
minst aanwezig is.

  
Deze observatie bracht de onderzoekers op een voor dit soort systemen nog niet
eerder geïdentificeerd ontwerpprincipe: in een optimaal meetsysteem zijn alle
schakels even sterk. Het bleek dat het netwerk dat de bacterie E. coli_ _in
staat stelt voedsel te vinden, aan dit principe voldoet.

  
De onderzoekers verwachten dat deze ontwerplogica van cellulaire systemen ook
gebruikt kan worden om efficiënte synthetische systemen en materialen te
ontwikkelen.

&nbsp_place_holder;

===========================================================================

**  
Voor de redactie

  
Referentie**

[1] _Energy dissipation and noise correlations in biochemical sensing_, Chris
Govern & Pieter Rein ten Wolde, Phys. Rev. Lett. 113 (2014)

[2] [_Optimal resource allocation in cellular sensing
systems_](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=gNiz8ZwLqUrfpO3v-2B6RNfkNX2T2Iy0RfdLfrcf5bf06EgAWvJSY2x7R8VBbj5sCJJkmVOKXA3BXomsXsqHOd3g-3D-3D_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZREwlljd9bP014zYWsoMJGFP9e06TmOP9DFVHuVvR9Sz1PG1GWoUjnt9qpDRM7kd8iRsE-2BBpPAybeH-2Fm9hadV-2FEbS9S2Pbtcr-2F7z1hKSBaTe5Rj-2FtVFEGNZPnX0V319LzfmrkIn1TMtftfdVWITfdf1qoxoHw2gjZ38NrtQVr5gMcMwPb47JkaN5H-2B0VXxu7Bfa48N3g5CJ8kLBt2lzRCcg
 Chris
Govern & Pieter Rein ten Wolde, Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2014), **111/49**,
17486-17491. DOI 10.1073/pnas.1411524111

&nbsp_place_holder;

**Contact**

[Prof.dr. Pieter Rein ten Wolde](mailto:tenwolde@xxxxxxxx), +31 (0)20 754 72
81

  
**Bijschrift afbeelding******

Levende cellen meten concentraties van moleculen (blauw) via biochemische
netwerken bestaande uit eiwitten die met elkaar reageren. Onderzoekers van
AMOLF hebben nu een theorie ontwikkeld die beschrijft hoe de
meetnauwkeurigheid wordt bepaald door het aantal eiwitten, de meettijd, en de
energie die het systeem verbrandt.

&nbsp_place_holder;

[![](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=vbiNYXLVfOTNpg0f5ZODxn0rgVxrEdccuLusT92IcCxSexWiSm3RInnLfxoPgh2hjKNI3Luz9mv0EBgSIJVeKcy89ilUDIwWoJ5PXcAFhuE-3D_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZREwlljd9bP014zYWsoMJGFP9e06TmOP9DFVHuVvR9Sz1PG1GWoUjnt9qpDRM7kd8hPTAAQIqTDOTsoCpIYkgsYn7KjO6-2BBJuS1NjzCjqcJVCz5QaFt1b5j-2BTt2YydgxXsveyzWqyUZNXMBvpZV7cik7UYglSUxNE1lYtpn-2BCjFjsvyLynl6K3UTSS0Pic6LuY4dx9KCu2jA2xKVybpXuek
52ecc/Meetnetwerk.png&w=150)](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=6GI4zadZkZqqytvmiqek1SIx3h8-2Bl2fiowFFtvo8CR0z-2FE6F3L7sh-2B7iOyFWoMWF-2Bw5exCN6bDBwQHkgxGu0WQ-3D-3D_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZREwlljd9bP014zYWsoMJGFP9e06TmOP9DFVHuVvR9Sz1PG1GWoUjnt9qpDRM7kd8ivqMwfY5AmCU-2Bb7eTSOhxohYUxqJgflfOGvPpaEzgJXV42Q7jLVO7lk8VIj9TkZpEFgzbCm0-2BWQ-2BEWyEU-2BKm8Omj2Bfd1aeYH2PasmgyTt9HJPl0vSD7hHhvGj02CwalXKONivPDnHQCcSAwnDeIoM
b852ecc/Meetnetwerk.png)

[ 
Meetnetwerk.png](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=6GI4zadZkZqqytvmiqek1SIx3h8-2Bl2fiowFFtvo8CR0z-2FE6F3L7sh-2B7iOyFWoMWFEHiP0dyawWa7sOoTlgRF91CZNDm05SghRwxbLjqJ-2FC4-3D_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZREwlljd9bP014zYWsoMJGFP9e06TmOP9DFVHuVvR9Sz1PG1GWoUjnt9qpDRM7kd8i2CC5K9er7l4uInrZZIp-2FWda4municjsWB-2Bkwmx3lKF087j8BL1t-2Bdd06GsrXinUr5QraLwgDKJ9WhE3foHrU0jgtoQJ5BD4YrCzj3sklhAqBiM6vCbFdlIF2vtjIApf9nvqkTWBpHJBgEblfV6tZ-2F
tnetwerk.png)

**87kBs**

[![](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=mLyZNtCwnYgg1N-2FMk-2F0p3TC9V6bi9suEQfLetPOWWbKJF-2BPI0vQ8d3msv2o4Z7oerWrj0G3kbG1le8tPPV9q4A-3D-3D_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZREwlljd9bP014zYWsoMJGFP9e06TmOP9DFVHuVvR9Sz1PG1GWoUjnt9qpDRM7kd8gBW3TXRRtJPOUNbqxxDpVd4lrSOI98LPwKzS2K6KZTb44xN-2F1GXSefzlORP6ayhVzjdhHYCBcm541Jnol-2FrI4AIHOHNCfq9DqrTtzbeGR087V0A-2BRBjyZ5VfwJRge2Z2yabMupeI7evmd-2BJwCJq-2BS-2B](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=6GI4zadZkZqqytvmiqek1Zz-2BsVaijlBMSewD-2FIPYbR0-3D_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZREwlljd9bP014zYWsoMJGFP9e06TmOP9DFVHuVvR9Sz1PG1GWoUjnt9qpDRM7kd8ggGvg2QxPuTZI74HbHPTkB7FVS6lysZpLVN27RsYbRv4NQ8arr1qLXjK1FfDAI16eiEwxhHcMv0f-2B8iJXFXWn3TRGqgSQyn5V3CiBGaoCnxP0bN-2FLT79C1XsiAfw2XpZZXpHnsaqXdVs0j6Gehy4Jy
r/23/e1fae081df11e4a9b47d98bfaa635e/Time_-energy-and-storage-capacity-
determine-the-measurement-accuracy-of-the-_cell-computer_.pdf)

[ Time_-energy-and-sto...-_cell-
computer_.pdf](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=6GI4zadZkZqqytvmiqek1UskrHpnrygmnNCyQmJ2Bh-2BA5L8-2Bv1RzH8GcF0iJ4Lw6yBo3w5wbC5qSjwZEEaM8MHjiaImURYslKN-2BCdufgv14-3D_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZREwlljd9bP014zYWsoMJGFP9e06TmOP9DFVHuVvR9Sz1PG1GWoUjnt9qpDRM7kd8jX7gq2jUz3y7WYmZoIYkaRa5i6UpK5QeMzDJOSUSAsyI0U-2F1PuD7W36kM0tv8soxrzXte3qqv-2F82rj4V-2F1kHG2k1v5akmqYJHwr-2FpU-2B8tHaoUgob-2BsNewQ3uaYwEagz65PZCrH-2FPF0VKx2iM5545Yy
energy-and-storage-capacity-determine-the-measurement-accuracy-of-the-_cell-
computer_.pdf)

**93kBs**

&nbsp_place_holder;

&nbsp_place_holder;

Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM)

&nbsp_place_holder;

&nbsp_place_holder;

+31 (0)30 600 12 11

&nbsp_place_holder;

[![Twitter](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=mLyZNtCwnYgg1N-2FMk-2F0p3TC9V6bi9suEQfLetPOWWbKwN6I6v7iR-2B2yJGtOAIaXil7cWB79xLetLqg28wXxzRw-3D-3D_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZREwlljd9bP014zYWsoMJGFP9e06TmOP9DFVHuVvR9Sz1PG1GWoUjnt9qpDRM7kd8jMlhbyHziPOHJw-2FQwlzFdXzXo0h-2F4xuhkks2AvWQ6xaAAONBNspKssPwTFOcZPs7NETi3-2FiyQzlTlbLZSaqPp1Qxq0N2TSIYyXUSre145ILgm5PVlSTektV4VitiY6o-2F836LfdCAVxox9a5FkMZZeX](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=JO8P82iKLeFduEuE2TijAg-3D-3D_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZREwlljd9bP014zYWsoMJGFP9e06TmOP9DFVHuVvR9Sz1PG1GWoUjnt9qpDRM7kd8hYitg6S1uUa-2BC44oJp5zGLp01uNcU1yIwNld8ipax1Cj-2B0YMlhwmWoKhMUWNxTEp2Id3CHbvvKNYNRU7rw2S-2B8C4eeJDMltQKX3BWD2PTuzCjmmDyMC13Y1WB-2FupCcDvZb0z-2FUzOeHwVAUAHLfU2JY
itter.com/FOMphysics)

&nbsp_place_holder;

[Twitter](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=5-2FjYtE9Qrpt0AHXiwHo1KUuTaTHkeW9WhSrfEDPuOrWDBgoMhlpJafn6WyPvYHbm_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZREwlljd9bP014zYWsoMJGFP9e06TmOP9DFVHuVvR9Sz1PG1GWoUjnt9qpDRM7kd8i6-2FwzL03X5RNmjc0WVdhykCr4LZVSgJqDtwelxPqcfDxkDpdRxLrQiBXiUFU-2BHcn2omtcc-2BD959fVYwFfZxACd9fHyepOEipan3U0y7ux7UkAmsxtUx9T1VxET6-2FpyEX-2B88nXsuJOiuOvbe8-2FDeAtI

[![Facebook](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=mLyZNtCwnYgg1N-2FMk-2F0p3TC9V6bi9suEQfLetPOWWbKwN6I6v7iR-2B2yJGtOAIaXiUuP05l6w1-2FUNxDrg1WK7yg-3D-3D_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZREwlljd9bP014zYWsoMJGFP9e06TmOP9DFVHuVvR9Sz1PG1GWoUjnt9qpDRM7kd8j4cPs8aTsgl0zqiiu3nwCkBnYw-2FiXVH544nNJMlWoHzKHzBAs-2FxCAHW2zETv2wv7MpmfmAYvv59T4Jn9gtmZksBvpDygnO9slQmFrx0-2Fr2qeyIEIeWbi0-2Bbe8FwW80A7nL7rumsRtZ-2FKDIkWUJQt15](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=jHaFJB9Rb27oMlJS1V0JGg-3D-3D_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZREwlljd9bP014zYWsoMJGFP9e06TmOP9DFVHuVvR9Sz1PG1GWoUjnt9qpDRM7kd8gZ9SBtFSIajaVnFOfrptH6eAjFwk7iVyAAHqMb63jc-2FWLUK9wqCqwo4NFi9VuMzn20v8yYxRVuHbFoOyb-2Ba-2FF4dls-2BUxrxscZB9lagp8HSZpEF6M-2FEtUw4zkCRzzpD3j2Pldb45gNTOS9oII-2FfRKKT
www.facebook.com/FOMphysics)

&nbsp_place_holder;

[Facebook](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=gNiz8ZwLqUrfpO3v-2B6RNfvQFSQu-2B124BQqG7uUkHwhwd7t3-2B8OATeqHpj1FPU6yd_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZREwlljd9bP014zYWsoMJGFP9e06TmOP9DFVHuVvR9Sz1PG1GWoUjnt9qpDRM7kd8htUk3YRILbjfGgI4-2BTie-2BP-2FzAUJiLMtT7dU3-2BqFt663-2BapLgrGccSvg-2FN2B-2BekDk2VBXiCMoN6DO6AgpuRrSQKVu2yD9EjKgUb8VOZZ6070yaoQVSCcsMh1VKZQxKEjRa-2BWzB0Vj6-2BWpBw70hAWk74

  
[www.fom.nl](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=gNiz8ZwLqUrfpO3v-2B6RNfiT0oLDZq59LqxN9OhQ4jYc-3D_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZREwlljd9bP014zYWsoMJGFP9e06TmOP9DFVHuVvR9Sz1PG1GWoUjnt9qpDRM7kd8ho1WwQTlXOZcISe8CAA-2FOVNEjgIzZ8nYBFczWO05eyl4xo5hhWWek06RmHse14BtvHC7Yjq0vlFqctO8GlljSiCaTsEwvBoluZIZzgWEedW86Srr6peDF8wPwbKsiq4xqoKn9bF8LPIXjZq2ibQz-2B6

&nbsp_place_holder;

&nbsp_place_holder;

Geen berichten meer ontvangen van ons? Klik [unsubscribe

Other related posts:

  • » [PWC-MEDIA] Tijd, energie en opslagcapaciteit bepalen meetnauwkeurigheid van de 'celcomputer' - info