细胞如何沟通?

像我们一样,细胞交流。在自己的特殊方式。利用波作为他们的共同语言,细胞告诉另一个时间和地点。他们谈话,分享信息,和他们一起工作。就像跨学科的研究团队从科学和技术研究所的奥地利(ISTA)和新加坡国立大学(新加坡国立大学),主持研究细胞如何沟通。

什么是你的头脑当你想到生物学吗?动物、植物、理论计算机模型?最后一个,你可能不会马上联想到,尽管这是一个生物研究的重要组成部分。正是这些计算,有助于理解复杂的生物现象,最隐蔽的细节。ISTA教授爱德华Hannezo他们理解物理原则适用于生物系统。他的研究小组的最新工作给小说深入了解细胞运动和活组织内部沟通。

博士期间,丹尼尔•Boocock Hannezo和长期合作伙伴Tsuyoshi Hirashima从新加坡国立大学,开发了一个详细的新理论模型,这是今天发表在《华尔街日报》插件可以生活。它允许更好的理解远程信息交流和描述复杂的机械力细胞应用彼此和他们的生化活动。

细胞交流波

“假设你有一个有盖培养皿(单层覆盖。他们似乎只是坐在那里。但事实是他们移动,漩涡,他们自发地使混乱的行为,“Hannezo解释道。

类似于一个密集的人群在一场音乐会,如果一个细胞一侧,另一个细胞的感官的行动和反应方向相同或相反的方向拉。信息可以传播和波-旅行波,在显微镜下可见。

“细胞不仅机械力化学environment-forces和生化信号细胞也施加于对方,“Hannezo仍在继续。“他们的交流是一个相互作用的生化活动,物理行为,和运动;然而,每种模式的沟通的程度,这样机械化学的相互作用在活组织直到现在一直难以捉摸。”

预测运动模式

由波视觉效果,科学家们的目标是建立一个理论后续模型验证以前的理论如何从一个地区转移到下一个细胞。丹尼尔Boocock解释说,“在我们的早期作品中,我们想要揭示的生物物理起源海浪和他们是否发挥作用在细胞组织集体迁移。然而,我们没有考虑组织的增加,噪声系统中固有的或详细的结构在二维波。”

他们最新的计算机模型注重细胞组织的能动性和材料属性。,Boocock Hannezo发现细胞如何沟通机械和化学以及他们如何移动。他们能够复制在培养皿中观察到的现象,验证一个理论解释细胞通讯基于物理定律。

测试理论

实验证明,与生物物理学家Tsuyoshi Hirashima Boocock和Hannezo合作。严格测试新模型是否适用于真正的生物系统,科学家利用2 d层的MDCK cells-specific哺乳动物肾脏。利用经典在体外模型等研究。

“如果我们抑制一种化学信号通路,允许细胞并产生力量,细胞停止移动,没有通信电波传播,“Hannezo解释道。“与我们的理论,我们可以很容易地改变不同组件的复杂系统,确定组织的动态适应。”

接下来是什么?

细胞组织在某些方面类似于液晶:它像液体一样流动但安排像水晶。Boocock补充说:“特别是,生物组织的晶莹液体行为只有独立于机械化学的研究。扩展到3 d组织或单层膜与复杂的形状,就像在生物体,是一个可能的未来调查的大道。

研究人员也开始优化模型对伤口愈合。参数提高了信息的流动,愈合加速计算机模拟。Hannezo热情地补充道,“真的有趣的是我们的模型会怎么样伤口愈合的细胞内生物。”

参考:Boocock D, Hirashima T, Hannezo大肠机械化学的相互作用模式和玻璃在单层细胞动力学。插件可以生活。2023;1 (1):013001。doi:10.1103 / PRXLife.1.013001

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