計(jì)算機(jī)模型闡明了果蠅發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)刻

在受精卵發(fā)育成果蠅幼蟲(chóng)期間細(xì)胞施加的力的計(jì)算機(jī)模型有望幫助科學(xué)家理解更復(fù)雜的生物的形態(tài)發(fā)生。

Shane Hutson，物理學(xué)和生物科學(xué)教授以及物理和天文學(xué)系主任說(shuō)，該模型試圖在受精后約7-9小時(shí)照亮果蠅胚胎發(fā)生過(guò)程中在發(fā)育階段發(fā)生的胚胎回縮過(guò)程中。他和博士后WT“Ty”McCleery發(fā)現(xiàn)，羊膜絳蟲(chóng)(一種覆蓋胚胎背側(cè)的上皮組織)的機(jī)械應(yīng)力是拉伸的，并且隨方向變化很大。

他們的研究結(jié)果今天發(fā)表在“ 生物物理學(xué)雜志”上的一篇題為“細(xì)長(zhǎng)細(xì)胞驅(qū)動(dòng)表面包裹的有限元退化細(xì)胞模型中的形態(tài)發(fā)生”的論文中。該團(tuán)隊(duì)能夠通過(guò)在胚胎中制作微小的激光孔并在視覺(jué)上跟蹤這些模型以顯示力如何驅(qū)動(dòng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證計(jì)算機(jī)模型的準(zhǔn)確性。

“胚胎，無(wú)論是人類還是蒼蠅，都是三維物體，”McCleery說(shuō)。“在它們內(nèi)部是確定細(xì)胞如何相互作用的力量。該領(lǐng)域已經(jīng)能夠拍攝快照，并用顯微鏡觀察細(xì)小的細(xì)胞片，一次看蒼蠅的一側(cè)，但是這需要很多假設(shè)。我們可以看到所有相互作用的細(xì)胞，并開(kāi)??始了解體內(nèi)應(yīng)力實(shí)際上是什么樣的。

Hutson說(shuō)，這種對(duì)形態(tài)發(fā)生過(guò)程中相互作用的細(xì)胞的研究對(duì)于發(fā)育生物學(xué)領(lǐng)域和許多領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化非常重要。