{{{sourceTextContent.title}}}

“Cellulare Mosh ricercatori di aiuti del pozzo” capire la formazione del tessuto

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

I ricercatori principali dall'università di Dundee hanno sviluppato un modo dell'esplorazione «del cellulare mosh pozzo» che può fare luce sui processi quali lo sviluppo dell'embrione, la guarigione arrotolata e la crescita del cancro.

{{{sourceTextContent.description}}}

Lavorando con i colleghi all'università di Aberdeen, hanno sviluppato il modello di vertice attivo (AVM), un nuovo modello di calcolo che permette che gli scienziati esaminino nella maggior profondità che mai prima di come le cellule si muovono in vari processi biologici.

I tessuti epiteliali, quali la pelle o il rivestimento degli organi interni, fungono da barriere all'ambiente. Per formare un'efficace barriera, le cellule in epithelia devono essere imballate molto attentamente insieme. Questi tessuti epiteliali sono formati e modellati durante lo sviluppo embrionale, mentre non interrompono la connettività del tessuto.

Ciò è raggiunta via gli scambi con attenzione orchestrati fra i vicini – cosiddetti intercalari delle cellule. Questi intercalari inoltre svolgono i ruoli chiave durante la riparazione e la rigenerazione del tessuto. I meccanismi dietro gli intercalari – un processo di importanza fondamentale per la funzione adeguata del tessuto – completamente non sono capiti.

Il AVM permetterà che le aree molto più grandi di diverse cellule siano studiate, quasi 10 volte la dimensione precedentemente possibile. Ciò fornirà agli scienziati una maggior comprensione di questi sistemi attivi ed i meccanismi dei tessuti, qualcosa precedentemente è stato paragonato ai fan di sorveglianza per mosh via agli eventi.

«Capire l'emergenza di comportamento collettivo delle cellule in tessuti è che cosa il nostro modello è interessato nella spiegazione,» ha detto l'autore principale Rastko Sknepnek, un conferenziere nella fisica all'interno del distretto di Dundee di biologia computazionale. «Questo comportamento ha marchi di garanzia di un sistema attivo. I sistemi attivi possono essere una scuola del pesce, un embrione di sviluppo o persino mosh il pozzo ad un concerto rock, che è abbastanza un'analogia ben nota fra la gente che lavora in questa area.

«Ogni persona in mosh pozzo ha loro propria scelta su dove muoversi ma anche essere colpitoe da quelle intorno loro. Se confrontate la biologia che siamo interessati dentro con questo scenario, ogni persona è come una cellula ed abbiamo sviluppato un modello che può esaminare l'attività ed il movimento della gente in mosh pozzo.»

Il AVM combina la fisica dei sistemi attivi, che è accreditata la descrizione dei comportamenti dei sistemi quali gli stormi degli uccelli, le scuole del pesce e le folle umane, con il modello di vertice – comunemente usato per studiare le proprietà meccaniche dei tessuti epiteliali. Il AVM non solo tiene conto i calcoli molto efficienti ma inoltre comprende gli eventi di intercalare delle cellule in un modo naturale.

Il progetto interdisciplinare ha combinato la competenza biologica di Kees Weijer, dalla scuola dell'università delle scienze biologiche, con la conoscenza modellante di Sknepnek e Silke Henkes, un conferenziere nella fisica all'istituto per i sistemi complessi e la biologia matematica all'università di Aberdeen. Gran parte del lavoro è stato effettuato da Daniel Barton, uno studente postuniversitario nel laboratorio di Sknepnek.

La fase seguente del progetto vederà il gruppo di ricerca applicare il modello alla ricerca di Weijer sulla dinamica durante l'embriogenesi, il processo del tessuto e delle cellule tramite cui l'embrione si forma e si sviluppa.

«Ora effettueremo il lavoro con la ricerca biologica attuale che migliorerà il modello ulteriore,» abbiamo detto Sknepnek. «Vogliamo lavorare con altri ricercatori per ampliare il modello ad altri sistemi, in particolare superfici curve come quelli trovati nell'intestino.»

A causa della sua efficienza, il AVM permetterà che i ricercatori esplorino i modelli di moto delle cellule sopra le dimensioni precedentemente inaccessibili, mentre conserva la risoluzione di diverse cellule. Ciò può contribuire a capire come le collettività delle cellule organizzare e controllare il loro comportamento alla scala di intero tessuto, fornente le nuove comprensioni nei processi quale lo sviluppo degli embrioni e della metastasi del cancro.