细胞分化可支撑形态发生可重复性
细胞行为
2025-12-24 v2 适应与自组织系统
种群与进化
摘要
复杂体形的形态发生虽然存在固有的噪声，但仍能实现可重复性。然而，这些形态发生过程如何协同实现可重复性尚不清晰。本文通过构建演化复杂形态的计算模型，探讨形态发生可重复性的实现机制。我们发现尽管未对可重复性进行直接选择，演化出的复杂形态在可观察的模拟比例下仍具备可重复性。我们表明，高可重复性源于将形态形成的移动细胞与维持形态的固定细胞分离。令人惊讶的是，大多数高度可重复的形态也演化出细胞分化，其中增殖、移动的干细胞（即前体细胞）不可逆地分化为非分裂、固定的分化细胞。这些结果表明，自然发育中观察到的细胞分化除了产生特化细胞类型外，还在形态发生中发挥根本作用。这种前所未有的细胞分化作用，对我们理解形态生成与再生具有重大意义。
引用
@article{arxiv.2503.19375,
title = {Cell differentiation can underpin the reproducibility of morphogenesis},
author = {Dominic K Devlin and Austen RD Ganley and Nobuto Takeuchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.19375},
year = {2025}
}