上皮伤口愈伤协调不同肌动蛋白网络架构以守恒机械功并平衡功率

具有多样形态和细胞骨架架构的细胞如何调节其机械行为以驱动组织内稳健的集体运动，目前尚不清楚。在体外上皮单层内的伤口修复过程中，细胞协调分支和束状肌动蛋白网络的组装，以调节由集体细胞运动产生的总机械功。利用牵引力显微镜，我们展示了肌动蛋白网络架构的平衡优化了伤口闭合速率和机械功的大小。这些值受单层所施加的有效功率的约束，该功率是守恒的且与肌动蛋白架构无关。利用基于细胞的物理模型，我们展示了单层做功的速率受肌动蛋白网络架构间转换及细胞-基底摩擦差异调控的限制。这些结果与我们提出的分子机制为细胞如何集体协调其非平衡行为以动态调节组织尺度机械输出提供了一个稳健的定量模型。