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在攻读博士学位期间,Daniel Boocock 与 Hannezo 以及新加坡国立大学的长期合作者 Tsuyoshi Hirashima 一起开发了一个详细的新理论模型。该模型于 7 月 20 日发表在《PRX Life》杂志上,增强了我们对远程细胞间通信的理解。它描述了细胞施加的复杂机械力及其生化活动。
“假设你有一个覆盖着细胞的培养皿——单层细胞。他们似乎只是坐在那里。但事实是它们会移动、旋转,并且会自发地做出混乱的行为,”
受到可见波浪模式的启发,科学家们旨在创建一个理论模型,以验证他们之前关于细胞运动的理论。Daniel Boocock 解释说:“在我们早期的工作中,我们想要揭示波的生物物理起源,以及它们是否在组织集体细胞迁移中发挥作用。然而,我们没有考虑组织的液固转变、系统固有的噪声或二维波的详细结构。”
他们最新的计算机模型关注细胞运动和组织的材料特性。布科克和汉内佐利用它发现了细胞如何进行机械和化学通讯以及它们如何移动。他们能够复制在培养皿中观察到的现象,验证基于物理定律的细胞通信的理论解释。
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细胞组织表现出类似于液晶的特性:它像液体一样流动,但像晶体一样组织。布科克补充道:“特别是,生物组织的类液晶行为仅在独立于机械化学波的情况下进行了研究。” 扩展到具有复杂形状的 3D 组织或单层细胞(就像活生物体一样)是未来可能的研究途径之一。
研究人员还开始完善伤口愈合应用的模型。在计算机模拟中,当参数改善信息流时,治愈就会加速。Hannezo 热情地补充道:“真正有趣的是我们的模型对于活体细胞内伤口愈合的效果如何。”
参考文献:Reference: “Interplay between Mechanochemical Patterning and Glassy Dynamics in Cellular Monolayers” by Daniel Boocock, Tsuyoshi Hirashima and Edouard Hannezo, 20 July 2023, PRX Life.DOI: 10.1103/PRXLife.1.013001