Tekst starter uden punktopstilling For at få punkt- opstilling på teksten, brug forøg indrykning For at få venstre- stillet tekst uden punktopstilling, brug formindsk indrykning Overskrift her For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”: Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”. Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod The Complex Nature Mogens Høgh Jensen, Niels Bohr Institute IFE, 5 May 2011 Niels Bohr Instutite Dias 1

Livsvigtig cellekommunikation. 1.Komplekse Systemer: Startede i 80’erne: Helt nye metoder i fysikken: Kaos, fraktaler  biofysiske systemer, proteiner, celler, osv. 25. nov 2011, NBI Temadag Mogens Høgh Jensen

2.Kaos, fraktaler og komplekse systemer: Sandbunke modeller: Paradigme ‘lavine’ model. 3.Kommunikation inde i en celle:protein-netværk. 4.DNA skade: Protein-netværket aktiveres. 5.Proteiner og gener kommunikerer: Skaden repareres? 6.Ellers: Celle-død eller varig DNA skade.

Niels Bohr Institutet ! Fysikkens Mekka.. Kaos og biofysik ? Genetik og proteiner !

Komplekse Systemer: Strange Attractors Ikke-periodisk bevægelse, stor afhængighed af begyndelses-betingerlserne Lorenz attractor

Bifurkationstræ !

Fraktal Dimension: Ikke hel-tallig

Norges kyst er en fraktal !

Viskøse fingre: Vigtig for olieudvinding. Vand i olieBlæk på papir Fraktaler er skyld i oliekriser!

Fraktal struktur Self-similær på alle skalaer !

Atmosfæren er kaotisk og turbulent :

Dekan Nils O. Andersen

Bakterier kan vokse som fraktaler Hvordan vekselvirker baterier med fager ?

Dynamik i biologiske systemer Laviner !! Laviner har større sandsynlighed en vi troede ! Ikke Gaussiske teorier. Paradigme model: Per Bak’s sandbunke

Komplekse netværks-skrukturer

Proteiner i Gær ! Også ’fraktal’ strukturer

N. Geva-Zatorsky, Mol. Sys. Biol. 2: (2006) Celle-skade

‘Direkte’ observationer af oscillationer i celler-kerner NFkB: Det ‘vigtigste’ protein til at regulere betændelse

Square external TNF wave 1/1 2/1 3/1 1/2 1/3

Where tongues overlap: Controlled Chaos Specific predictions for external cytokine waves or periodic DNA damage (radiation)

Complementarity between rational and irrational numbers ! External frequency External amplitude

Strange attractor of periodically ‘forced’ NF-κB system ω=1 (2-3 hour period)

Somitter i embryoer

Wnt systemet

Four different parameter sets:

Biologiske motiver: Repressilator: oscillations

A model for cell-to-cell communications:

Coupled Repressilators: A Repressor-Lattice ‘Natural’ phases: No frustration ! Repressing genes/proteins: in a cell or between cells !

Bi-direktionelle vekselvirkninger: Ingen oscillationer. Mutationer !

Polititisk Netværk (2003)