合成细胞拟仿物汇合单层中的形状驱动重入阻塞转变
软凝聚态物质
2024-01-25 v1 无序系统与神经网络
统计力学
摘要
许多关键的生物学过程（如伤口愈合）需要汇合的细胞单层/块状组织从阻塞的类固态转变为类液态。尽管数值研究预测仅细胞形状的变化即可导致解阻塞，但对这一预测的实验支持尚不明确，因为在生命系统中无法排除由密度变化引起的液化。此外，细胞调节其运动性的能力进一步增加了困难，因为即使在刚性活性粒子集合中，改变自推进的性质也会对动力学产生非平凡影响。在此，我们设计并组装了一层合成细胞拟仿物，并考察其集体行为。通过系统性地增加自推进的持续时间，我们发现了一种由细胞形状驱动、与密度无关的重入阻塞转变。值得注意的是，我们观察到在汇合极限下，细胞形状与形状变异性相互制约，并遵循与汇合上皮中观察到的相同的普适标度。然而，动力学异质性并不遵循该标度，快速细胞表现出受抑制的形状变异性；我们的模拟表明，这是由于其较慢的邻居对这些细胞的瞬态限制效应所致。我们的实验明确建立了一种形态动力学联系，证明仅凭几何约束即可支配上皮的阻塞/解阻塞。
引用
@article{arxiv.2401.13437,
title = {A shape-driven reentrant jamming transition in confluent monolayers of synthetic cell-mimics},
author = {Pragya Arora and Souvik Sadhukhan and Saroj Kumar Nandi and Dapeng Bi and A K Sood and Rajesh Ganapathy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.13437},
year = {2024}
}