«Это открытие устанавливает глубокую связь между физикой инертной зернистой материи, такой как песок, и геометрией многоклеточных живых систем», — сказал ведущий автор Лиор Атия, научный сотрудник лаборатории Джеффри Фредберга, профессора биоинженерии и физиологии Гарвардского университета Чана. Школа. «Из-за характера того, как клетка приспосабливается к своим непосредственным соседям, ученый теперь может взглянуть на форму клеток и сделать разумное предположение относительно того, почему и как быстро эти клетки будут мигрировать, переделывать или вторгаться в окружающие ткани».Исследование опубликовано 2 апреля 2018 года в журнале Nature Physics.Предыдущая работа Фредберга и его коллег задокументировала важность коллективного клеточного поведения при астме, показав, что клетки, составляющие эпителиальные ткани, выстилающие поверхности всех органов по всему телу, могут раскрываться и течь, как жидкость, или застревать и замерзать, как твердый.
В новом исследовании исследователи изучили роль формы клеток в двух совершенно разных типах эпителиальных клеток — человеческих эпителиальных клетках бронхов, выращенных в лаборатории, и клетках в живом эмбрионе плодовой мушки — и наблюдали за ними по мере их созревания. время.По мере того, как клетки блокируются или не блокируются, формы клеток систематически меняются в обеих системах, что предполагает общую физическую основу.
Формы ячеек постепенно становились менее вытянутыми и менее изменчивыми, когда они застревали, и более вытянутыми и более изменчивыми, когда они не застревали. Подобно инертной зернистой материи, эти клетки взаимодействовали со своими ближайшими соседями, образуя «неупорядоченный коллектив», который переходил между твердым и жидким состояниями.
По словам исследователей, эти результаты предполагают, что различия в форме от клетки к клетке в пределах ткани являются ключом к их способности заклинивать и отжимать — и что этот процесс, по-видимому, управляет биологическими событиями, включая эмбриональное развитие, заживление ран и, потенциально, инвазия раковых клеток.Это понимание клеточного поведения может помочь исследователям лучше понять, что происходит заедание и устранение заедания клеток, что может привести к потенциальным методам лечения таких состояний, как аномалии развития, астма и рак.
