细胞时间异质性调控生命物质中的相变

刚性转变以类似于惰性材料的方式支配着组织的构型。然而，活体组织由具有自主计时机制的活性单元构成，这就引出了一个问题：微观细胞计时分布是否会影响集体力学状态。本文在此鉴定出细胞时间尺度的异质性是一种可遗传参数，用于调控胚胎组织中的刚性转变。谱系追踪和定量力学分析表明，斑马鱼形态发生始于一次组织刚性坍塌，而这一过程发生在细胞周期长度异质性达到最大之时。这种异质性源于依赖细胞大小的资源分配随机差异，而资源可用性决定了细胞周期长度。此类差异可跨代遗传，从而放大并塑造整个组织范围内的细胞周期长度异质性。实验与大规模三维模拟进一步表明，存在一个最优水平的细胞计时变异性，在该水平下，细胞—细胞接触重塑能够在空间上实现协调，从而及时且稳健地驱动刚性转变。这些发现表明，胚胎利用微观时间无序性来把握并调节组织形态发生的时序。

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🏷️ 细胞周期异质性 组织刚性转变 胚胎形态发生 谱系追踪 三维力学模拟