زمانی که سلول های جنینی سیگنالی را برای تخصصی شدن دریافت می کنند این پیام دریافتی می تواند بسیار سریع یا آهسته باشد. اما در مطالعه اخیر محققین دانشگاه راکفلر بر این باورند که سرعتی که یک سلول در جنین سیگنال دریافت می کند اثر غیر قابل انتظار و انکارناپذیری روی سرنوشت سلولی دارد. به گزارش"انجمن آرپی، لبر و اشتارگات در ایران" به نقل ازmedicalnewstoday، تا امروز تصور می شد که تنها غلظت سیگنال های شیمیایی است که می تواند نقشی تعیین کننده در سرنوشت سلول داشته باشد.دکتر علی بریوانلو می گوید: به نظر می رسد آهسته بالا رفتن یک سیگنال یا قوی بودن مداوم سیگنال اثر چندانی روی سلول هایی که این پیام ها را دریافت می کنند نداشته باشد. از طرف دیگر، سیگنال های on-off می توانند اثرات قوی تری را در مقایسه با سیگنال های مداوم و یکنواخت داشته باشند.
تاکنون این امکان وجود نداشته است که به مطالعه این مطلب پرداخته شود که سرعت یا سایر دینامیک های زمانی چه اثری روی پاسخ سلول به سیگنال دارند. با این وجود با استفاده از تکنولوژی های سازش کننده که اجازه بررسی دقیق را می دهند، محققین شواهد غیر یکسانی را دریافته اند که نشان می دهد که سطح سیگنال به تنهایی تعیین کننده سرنوشت سلول نیست. زیست شناسان می دانند که سلول جایگاهش در جنین و نقش خود در آینده را بر مبنای سیگنال های شیمیایی دریافتی از پیرامونش تعیین می کند و تا کنون بیشتر بر غلظت این سیگنال های شیمیایی تاکید بوده است. اما در مطالعات قبلی بریوانلو و همکاران روی اثر و اهمیت غلظت به تنهایی شک داشتند. آن ها در مطالعه شان به مسیر سیگنالینگ TGF-β اشاره داشتند که نقش تکوینی مهمی دارد. مطالعات نشان می دهد که پاسخ به این سیگنال به مرور زمان کاهش می یابد حتی اگر این مولکول های سیگنالینگ در محیط وجود داشته باشند. اگر که غلظت تنها فاکتور کلیدی در این پاسخ دهی است بنابراین پاسخ باید تا زمانی که این مولکول ها وجود دارند بخ صورت یکنواخت باشد.
به منظور بررسی دلیل این مطلب محققین سیستمی مرکب از لوله ها، دریچه ها، پمپ ها و اتاقک ها را طراحی کردند که یه یک کامپیوتر متصل بود. در این مطالعه آن ها از سلول های پیش سازی استفاده کردند که توانایی تمایز به عضله، غضروف و استخوان را داشت. آن ها در سیستم جدیدشان این شیلول های پیش ساز را در معرض مولکول های سیگنالینگ TGF-βقرار دادند و سپس پاسخ های سلولی را به این سیگنال ها که منجر به ایجاد سرنوشت سلولی خاصی می شد ثبت کردند. بر مبنای آزمایشات صورت گرفته که از غلظت ها و شرایط مختلفی پیروی می کرد محققین توانستند مدل ریاضی را برای چگونگی پاسخ دهی سلولی به یک منبع سیگنال و در نهایت تعیین سرنوشت شدن طی تکوین جنینی ارائه دهند. آن ها بر این باورند که باید مطلب دیگر و عامل دیگری نیز به مدل های قبلی افزود که عقیده داشتند که فقط غلظت مولکول های سیگنالینگ در تعیین سرنوشت سلولی تاثیر گذار است و این فاکتور، عامل زمانی و سرعت رسیدن مولکول های پیام رسان به سلول است. این مطالعه می تواند مثال دیگری از همکاری بین علوم مختلف مانند زیست شناسی و فیزیک باشد.