胚胎作为活性颗粒流体：应力协调的细胞收缩链
软凝聚态物质
2016-09-21 v2 生物物理
细胞行为
摘要
机械应力在单个细胞的基因表达和发育组织塑形中起着复杂作用。然而，研究机械应力与反馈如何协助组织内细胞活动协调的系统方法尚待开发。受我们在黑腹果蝇胚胎腹沟形成初期观察到的细胞收缩链(CCCs)的启发，我们提出一种活性颗粒流体(AGF)模型，该模型为顶端收缩过程中的细胞协调提供了有价值的见解。在我们的模型中，细胞被视为由预定义力网络连接的圆形颗粒，它们经历随机收缩过程，其中颗粒收缩概率P是其邻居施加于该颗粒的应力的函数。我们发现当P倾向于拉伸应力时，收缩颗粒倾向于形成链状结构。相反，当P倾向于压缩时，收缩颗粒倾向于形成紧凑团簇。收缩颗粒链与体内观察到的CCCs的显著相似性提供了拉伸应力反馈协调顶端收缩活动的间接证据。我们期望这种基于颗粒的AGF模型将有助于分析多种形态发生和器官发生现象中的机械反馈效应。
引用
@article{arxiv.1601.02692,
title = {Embryo as an active granular fluid: stress-coordinated cellular constriction chains},
author = {Guo-Jie Jason Gao and Michael C. Holcomb and Jeffrey H. Thomas and Jerzy Blawzdziewicz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.02692},
year = {2016}
}
备注
(01/11/2016) 13 pages, 9 figures, Submitted to Journal of Physics: Condensed Matter (03/04/2016) Fig. 2/3/4 coloring modified (improve B&W); 1 par. added to Sec. V; 1 sent. added to App. A; Eq. typos corrected; Ref. to supple. data added; Several other minor changes