A teoria do controle mostra como o tecido do peixe -zebra organiza e se estende juntos durante o desenvolvimento

O tecido da linha média do peixe-zebra coordena seu crescimento durante o desenvolvimento embrionário usando uma estratégia não processada líder descrita pelo controle de formação, como o Japão e os EUA. Os líderes de Natocord são relatados pelos pesquisadores, enquanto o tecido mais próximo cresce e transfere com o fator de crescimento de fibroblastos, a adesão celular da catarina -2 -Media -Media e a sinalização mecânica de AP. Os pesquisadores podem imitar esse comportamento usando um modelo matemático, mostrando o princípio baseado em teoria do controle para o desenvolvimento do tecido sincronizado.

O desenvolvimento de um animal a partir de uma célula é um processo que requer precisão incrível. À medida que o feto cresce, envolve vários tecidos, como músculos, nervos e vários órgãos, mantendo sua posição correta, todos formados e devem se estender em ritmo sincronizado. Quando esse crescimento harmonioso é necessário para moldar o corpo funcional, os métodos subjacentes de que os orquestres são muito desconhecidos.

Para superar esse desafio, os cientistas de Vijay costumam prestar atenção a outros campos por inspiração e técnicas úteis. Por exemplo, o conceito de engenharia chamado “Controle de Formação” fornece uma estrutura para analisar como grupos de agentes, como enxames de drones ou rebanhos, podem manter como sua configuração espacial em massa pode se mover. Embora poderoso, essa idéia nunca foi aplicável ao desenvolvimento de organismos multicelulares – até agora.

Em um estudo recente, a Harvard Medical School, em colaboração com o Professor dos EUA Sean Megson, esteve envolvido em uma equipe de pesquisa liderada pela Life for Life Sciences and Technology, uma equipe de pesquisa na Harvard Medical School, na Harvard Medical School, uma reconciliação da Harvard Medical School. É

Seu trabalho, publicado na revista Progresso da ciência de Vijay Em 30 de julho de 2025, concentrando -se em três tecidos da linha média no embrião de peixe -zebra – NotChord, placa de piso e hipocomático – que devem crescer e se alongar, mantendo um alinhamento preciso durante a formação do eixo do corpo do animal.

Utilizando imagens ao vivo de alta resolução e modelagem matemática, os pesquisadores descobriram que as placas de piso e o tecido hipocomático seguem a NotoCord, que serve como líder. No entanto, em vez de melhorar a adição suave de novas células em uma extremidade, esse tecido seguidor emprega uma sofisticada estratégia de migração.

Em particular, as células seguidores rastejam a superfície do notocord em resposta aos graus das moléculas de sinalização do fator de crescimento de fibroblastos. Esse processo causa algumas cólicas mecânicas, o que estimula a seção celular através de uma proteína mecanossensorial chamada APP.

Através de experimentos cuidadosos, os pesquisadores descobrem que as células traseiras migram mais ativamente do que aquelas próximas à cabeça, garantindo que as forças mecânicas sejam distribuídas uniformemente ao tecido. Isso impede a formação de lacunas, permitindo um crescimento rápido e sincronizado. As simulações de computador confirmaram que esse padrão de “migração graduada” é necessário para manter a integridade do tecido durante a expansão do tecido da linha média.

Além disso, na extremidade posterior, onde ocorre um novo crescimento, os pesquisadores descobrem que existem fortes conexões adesivas entre o tecido medíocre através das proteínas Catherine 2. Essa adesão atua como um bom mecanismo de ajuste, permitindo que o líder ajuste a velocidade de sua expansão em tempo real para combinar com o tecido, mesmo quando o tecido do seguidor é diferente em sua taxa de crescimento interno.

Significativamente, a formação desses mecanismos de fita líderes foi copiada com sucesso usando o modelo matemático com base no controle. “Nosso estudo apresenta um novo princípio de design para o crescimento integrado de tecidos no desenvolvimento embrionário, mostrando que os conceitos de teoria do controle, incluindo o controle de composição, podem ser aplicados a sistemas biológicos”, diz Kawansi.

No geral, esta pesquisa fornece informações que podem relatar as abordagens de engenharia de tecidos e ajudar os distúrbios do desenvolvimento associados a problemas na coordenação de tecidos. “Nossas descobertas abrem novas maneiras de entender como as arquiteturas de tecidos complexas são feitas e mantidas, com a consistência potencial de outros órgãos e espécies”, conclui Kawanishi.