一篇新论文由密西西比州立大学的研究人员和哈佛医学院及剑桥大学的同事共同撰写，提出新的数学工具能够确定细胞蛋白质分解的速度，从而更好地理解衰老过程。密西西比州立大学生物化学、分子生物学、昆虫学和植物病理学系的助理教授加伦·柯林斯是研究团队的一员。这篇名为《最大熵决定哺乳动物蛋白组动力学》的论文由柯林斯撰写，并于四月在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表。柯林斯，密西西比农业和林业实验站的科学家，解释道：“我们已经理解蛋白质的合成速度，这可以在几分钟内完成。直到现在，我们对它们分解所需的时间几乎没有了解。”论文介绍了应用数学中的新工具，能够量化细胞蛋白质的降解速率，提供了对其分解速度的洞察，有助于我们理解细胞的生长、死亡和衰老过程。蛋白质是由不同组合的氨基酸组成的复杂分子，执行细胞内大部分任务。它们为细胞提供结构，响应外部信号，并消除废物。
研究结果揭示并不是所有蛋白质以相同的速度降解，而是可以根据其分解速率分为三类：分钟、小时或天。虽然以前的研究探讨了细胞蛋白质的降解，但这项研究是首次定量测量所有细胞蛋白分子降解速率，采用一种称为最大熵的方法。
首席作者亚历山大·迪尔，是哈佛大学应用数学的研究员，他解释说对于某些科学问题，实验可以揭示无限多个可能的答案，但它们并不是都同样合理。他表示：“最大熵原理是一条数学定律，使我们能够精确计算每个答案的合理性，被称为其‘熵’，以便选择最可能的一个。”
另一位专家柯林斯将这种数学与从远处放大车牌并找出正确数字的相机进行了比较。他将其描述为最大熵原理。文章对细胞内蛋白质降解过程提供了清晰而准确的理解。此外，研究团队利用这些工具调查蛋白质降解对人类和动物的特定影响。他们研究了在肌肉发育和适应饥饿时蛋白质降解速率的变化。柯林斯解释道：“我们发现饥饿对肌肉细胞的中间组蛋白质影响最为显著，这些蛋白质的半衰期为几个小时，从而加速了降解。”他表示：“这个发现可能对因恶病质而出现肌肉消耗的癌症患者具有重要意义。”研究人员指出神经退行性疾病对患者的影响及某些细胞蛋白质变化的作用。他们解释道，这些疾病发生在废弃蛋白质在大脑中积累，类似于杂乱房间中的垃圾。这项研究的重要性在于揭示科学家准确研究细胞活动的新方式。
他表示，现在有一种新的实验技术用于测量细胞中的蛋白质代谢。他说，由于其简单和快速，使其非常适合研究代谢变化。柯林斯提到，他在哈佛的博士后导师和论文的共同作者已故的阿尔弗雷德·戈德堡在研究蛋白质的生与死方面是先驱。他还提到这项研究基于戈德堡近五十年的研究和他与剑桥大学数学家的合作。柯林斯补充道，自从一年前加入密西西比州立大学后，他继续与他的同事合作完成这篇论文。他表达了这是一个极大的荣幸。这项研究将发表于PNAS，柯林斯表示，他很高兴能成为团队的一部分。他也觉得看到他之前导师的研究成果得以完成和发表是非常有意义的。
