2019-08-30 11:12:01
通过狭小的空间驱动的艺术

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正如LMU物理学家在一项新发表的研究中所证明的那样,活跃的物质,如细菌或上皮细胞的组合,如何扩展到狭窄的空间,在很大程度上取决于它们的生长动态。

生物形式的活性物质,例如细菌生物膜或上皮细胞片,通常存在于受限微空间中。弄清楚这些系统如何通过入侵新的领土来殖民环境并扩大其范围将增强我们对高等生物中观察到的许多正常功能和疾病状态的理解。与Amin Doostmohammadi博士(牛津大学)合作,LMU物理学家Felix Kempf和Erwin Frey教授现在已经借助计算机模拟证明,细胞集体在接近并通过局部收缩时表现出各种运动模式。这项新研究的作者继续表明所采用的模式取决于在组合的前沿产生的活动性水平。研究结果发表在Soft Matter杂志上。

以前的一些出版物表明,生物物质的集体运动受到这些系统所处的地形的性质的影响。特别地,用上皮细胞和细菌细胞进行的体外实验,以及由分离的细胞内生物丝和分子马达组成的混合物,已经揭示了空间边界对运动性具有显着影响。 “到目前为止,这类研究主要集中在所用障碍物的形状与有关颗粒的运动活动之间的相互作用,”新论文的第一作者肯普夫说。然而,在大多数这些系统中,颗粒的数量不会保持不变。在自然条件下,上皮细胞或细菌细胞以规则的间隔分裂,当被限制在毛细管中时,它们形成前进的侵入前沿。因此,为了理解这些模式是如何形成和发展的,有必要考虑这些系统的增长动力。 Kempf及其同事使用计算机模拟来探索这一因素的影响。

他们观察到三种根本不同的入侵模式,可以根据生长系统的总体活动和入侵前沿接近收缩时的行为来区分。如果运动活动水平较低,则入侵前沿保持其平滑且清晰的轮廓,因为它以恒定速度前进。在较高的活动水平下,前缘呈现不规则的轮廓。最后,一旦活动水平超过某个阈值,小的细胞簇就会从前进的前方脱离,然后可以通过狭窄的间隙蠕动。这些模拟还使研究人员能够描述在入侵前沿演变过程中驱动过渡的过程,并量化它们对细胞进入更狭窄空间的速度的影响。 “这些研究结果对我们对活性物质的理解做出了重大贡献,并且具有可在未来实验中测试的几个含义。”Kempf说。

人类科学
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2019-08-28 06:37:01
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根据转化基因组学研究所(TGen)和亚利桑那州梅奥诊所领导的一项研究,一种新型的乳腺癌血液检测可以帮助避免成千上万次不必要的手术,并精确监测疾病进展。
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受干旱和土地使用变化影响的非洲广大地区每年排放的二氧化碳数量为2亿辆。两颗卫星的观测结果表明,每年北非热带非洲的碳排放量为1至15亿吨。
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