受限向列相细胞群体中拓扑缺陷与收缩流的调控

向列相排列细胞群体中的拓扑缺陷在调控从微生物菌落到上皮组织的集体运动中起关键作用。尽管操控此类拓扑缺陷以控制多样的自组织结构与集体动力学具有潜力，活性物质中的缺陷操控仍是一个具挑战性的研究领域。在本研究中，我们通过施加由两个或三个重叠圆形边界构成的空间约束，探究了向列相细胞群体中缺陷定位与取向的几何控制。受限细胞群体表现出半整数拓扑缺陷的有序配对，即使利用几何参数改变空间约束尺寸，该配对仍保持稳定。这些缺陷还引发了稳健的收缩流，导致集体运动速度场出现负散度。这种净收缩流可对受限细胞产生机械刺激，拉伸的细胞核即为佐证。我们基于几何的方法为控制缺陷配对铺平了道路，增进了对几何、拓扑与集体动力学之间相互作用的理解。