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港大細胞研究取突破 助解構器官形成過程
By EJ Tech on December 21, 2023
組織、器官及有機體,透過稱為「形態發生」(Morphogenesis)的生物過程,以實現其複雜的三維幾何形狀。大量細胞在這一過程中,會以高度協調和程序化的方式來運動和變形,通常是永久及不可逆轉。然而,細胞及組織的塑性變形是如何形成的,以及背後的生物物理機制,至今對科學家仍是一個謎。
香港大學機械工程系林原教授與其學生孫富強、方超博士、邵雪盈博士,以及新加坡南洋理工大學的研究人員,就提出一個多尺度力學模型,首次闡明在光或機械刺激作用下,肌球蛋白的主動收縮及細胞膜的熱波動,可以引起「內吞囊泡」(Endocytic Vesicles)在胞間形成連接,並導致其長度不可逆的減小。
內吞囊泡約1微米
這種塑性收縮將拉伸鄰近的細胞,並透過機械化學回饋,觸發它們主動收縮及不可逆變形,最終導致塑性變形波在組織內傳播。此理論表明,最有可能形成內吞囊泡的尺寸約1至2µm(微米)。此外,該模型還預測塑性收縮波,將以恒定速度在細胞單層內傳播,這些預測都與實驗觀察結果定量一致;研究發表在國際學術期刊《美國國家科學院院刊》(PNAS)。