"Temperaturen är en av de viktigaste miljöfaktorerna som påverkar livet", säger studiens medförfattare John Toner, professor i fysik vid University of Maryland. "Det kan påverka allt från proteiners struktur och funktion till hela organismers beteende."
Den nya modellen tar hänsyn till effekterna av temperatur på både kvantprocesser och klassiska processer i levande organismer. Kvantprocesser är de som sker på nivån för enskilda atomer och molekyler, medan klassiska processer är de som sker i större skalor, såsom beteendet hos celler och vävnader.
"Genom att kombinera kvant- och klassiska tillvägagångssätt kan vi få en mer komplett bild av hur temperaturen påverkar livet," sa Toner.
Modellen utvecklades av Toner och hans kollegor vid University of Maryland och University of California, Berkeley. Forskarna använde modellen för att studera hur temperaturen påverkar tillväxten av bakterier. De fann att modellen exakt förutspådde tillväxthastigheten för bakterier vid olika temperaturer.
Forskarna använde också modellen för att studera hur temperaturen påverkar enzymernas aktivitet. Enzymer är proteiner som katalyserar kemiska reaktioner i levande organismer. Forskarna fann att modellen exakt förutspådde aktiviteten hos enzymer vid olika temperaturer.
Den nya modellen skulle kunna användas för att studera ett brett spektrum av biologiska processer, inklusive temperaturens effekter på växttillväxt, djurbeteende och människors hälsa. Modellen skulle också kunna användas för att designa nya läkemedel och behandlingar som riktar sig mot temperaturkänsliga proteiner.
"Vår modell ger ett nytt ramverk för att förstå hur temperaturen påverkar livet," sa Toner. "Vi tror att detta ramverk kommer att vara användbart för forskare som studerar ett brett spektrum av biologiska processer."
