'Cellular mosh pit'帮助研究人员了解组织形成

由邓迪大学领导的研究人员已经开发出一种探索“细胞mosh坑”的方法，这种方法可以揭示胚胎发育，伤口愈合和癌症生长等过程。他们与阿伯丁大学的同事合作，开发了主动顶点模型(AVM)，这是一种新的计算模型，使科学家能够比以往更深入地检查细胞如何在各种生物过程中移动。

上皮组织，例如皮肤或内脏器官的内层，作为环境的屏障。为了形成有效屏障，上皮细胞必须紧密堆积在一起。这些上皮组织在胚胎发育期间形成并成形，同时不破坏组织的连接性。

这是通过邻居之间精心协调的交流来实现的 - 所谓的细胞插入。这些插层在组织修复和再生过程中也起着关键作用。插层背后的机制 - 对于适当的组织功能至关重要的过程 - 尚未完全理解。

AVM将允许研究更大面积的单个细胞，几乎是之前可能的10倍。这将使科学家们对这些活跃的系统和组织的机制有了更深入的了解，这在以前被比作观看粉丝们的演出。

“理解组织中细胞集体行为的出现是我们的模型有兴趣解释的，”主要作者Rastko Sknepnek博士说，他是Dundee计算生物学部物理学讲师。“这种行为具有积极系统的特征。主动系统可以是一群鱼，一个发育中的胚胎，甚至是摇滚音乐会的摇滚乐坑，这在该领域工作的人中是一个众所周知的类比。

“每个人都可以自己选择移动的位置，但也会受到周围人的影响。如果你将我们感兴趣的生物学与这个场景进行比较，每个人就像一个细胞，我们建立了一个模型这可以看看人们在莫什坑中的活动和运动。“

AVM结合了主动系统的物理特性，其被描述为描述诸如鸟群，鱼群和人群之类的系统的行为，具有顶点模型 - 通常用于研究上皮组织的机械特性。AVM不仅允许非常有效的计算，而且还以自然的方式结合细胞插入事件。

这个跨学科项目结合了大学生命科学学院的Kees Weijer教授的生物学专业知识，以及阿伯丁大学复杂系统和数学生物学研究所物理学讲师Sknepnek博士和Silke Henkes博士的建模知识。。大部分工作由Sknepnek博士实验室的研究生Daniel Barton完成。

该项目的下一阶段将看到研究团队将该模型应用于Weijer教授关于胚胎发生过程中细胞和组织动力学的研究，这是胚胎形成和发育的过程。

“我们现在将开展现有的生物研究工作，以进一步改进模型，”Sknepnek博士说。“我们希望与其他研究人员合作，将模型扩展到其他系统，特别是弯曲的表面，例如肠道中的曲面。”

由于其效率，AVM将允许研究人员探索以前难以接近的尺寸的细胞运动模式，同时保持单个细胞的分辨率。这可能有助于了解细胞集体如何组织和控制其在整个组织范围内的行为，为胚胎发育和癌症转移等过程提供新的见解。

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