計算機模型闡明了果蠅發(fā)育的關(guān)鍵時刻

在受精卵發(fā)育成果蠅幼蟲期間細(xì)胞施加的力的計算機模型有望幫助科學(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，該模型試圖在受精后約7-9小時照亮果蠅胚胎發(fā)生過程中在發(fā)育階段發(fā)生的胚胎回縮過程中。他和博士后WT“Ty”McCleery發(fā)現(xiàn)，羊膜絳蟲(一種覆蓋胚胎背側(cè)的上皮組織)的機械應(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)長細(xì)胞驅(qū)動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。該團隊能夠通過在胚胎中制作微小的激光孔并在視覺上跟蹤這些模型以顯示力如何驅(qū)動細(xì)胞運動來驗證計算機模型的準(zhǔn)確性。

“胚胎，無論是人類還是蒼蠅，都是三維物體，”McCleery說。“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??始了解體內(nèi)應(yīng)力實際上是什么樣的。

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