|
ДокладыИсследование переупаковки клеток в развивающихся эпителиальных тканях методами in silicoПермский национальный исследовательский политехнический университет, Россия, 614013, Пермь, ул. Профессора Поздеева, д. 11, +7 964 192 23 64, krasnyakov_ivan@mail.ru Переупаковка клеток – это важный процесс при развитии тканей, особенно в эпителиальных тканях. Эпителиальные клетки образуют сплошной слой, который выстилает поверхности органов и полостей тела. Переупаковка клеток играет ключевую роль в том, как такие ткани развиваются, восстанавливаются и приспосабливаются к изменениям [1]. При этом клетки могут изменять свою форму и взаиморасположение, чтобы оптимально распределить нагрузку, либо реагировать на другие внешние стимулы. Также переупаковка клеток способствует их механической интеграции [2]. При морфогенезе, на ранних этапах развития эмбриона (от дробления до нейруляции), клетки эпителия переупаковываются, что формирует структуры будущих органов [2]. В данной работе мы представляем хемомеханическую математическую модель развития эпителиальной ткани [3]. Введённый нами потенциал учитывает не только эластичность периметра и площади, а также и эластичность внутренних углов клетки. Представленная математическая модель даёт возможность отслеживать полную историю изменений каждой клетки в рассматриваемом ансамбле. С помощью модели мы исследуем влияние механизмов переупаковки клеток на развивающуюся эпителиальную ткань. Конкретно рассмотрены процессы переупаковки: при одноосном растяжении ткани; при росте ткани в замкнутых геометриях с эластичными и твёрдыми стенками; при разрастании другого ансамбля клеток и при миграции клеток в ткани. Проводится исследование морфологических форм клеточных сеток, которые возникают в ходе эволюции эпителиальной ткани. Получено многообразие клеточных паттернов и проведён их подробный анализ. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант № 23-71-01020, https://rscf.ru/project/23-71-01020/ Литература 1. Herrera-Perez R.M., Kasza K.E. Biophysical control of the cell rearrangements and cell shape changes that build epithelial tissues // Current Opinion in Genetics & Development, Vol. 51, 2018, P. 88–95. 2. Lemke S.B., Nelson C.M. Dynamic changes in epithelial cell packing during tissue morphogenesis // Current Biology, Vol. 31, 2021, P. 1098–1110. 3. Krasnyakov I.V., Kostarev K.V., Bratsun D.A. Mathematical modeling of early processes of morphogenesis of epithelial tissues // Russian Journal of Biomechanics, Vol. 28, No. 1., 2024, P. 76–86.
|
