Компьютерная модель проливает свет на ключевой момент развития Drosophila

Компьютерная модель сил, создаваемых клетками в процессе развития оплодотворённой яйцеклетки в личинку плодовой мушки, может помочь учёным понять морфогенез более сложных организмов.

Профессор физики и биологических наук Шейн Хатсон пояснил, что модель призвана прояснить эмбриогенез Drosophila примерно через 7–9 часов после оплодотворения, на стадии ретракции герминальной полосы. Он и постдок W.T. "Тай" Макклери обнаружили, что механическое напряжение в амниосерозе — эпителиальной ткани, покрывающей дорсальную сторону эмбриона, — является растягивающим и сильно варьирует в зависимости от направления.

Их результаты опубликованы в Biophysical Journal в статье "Elongated cells drive morphogenesis in a surface-wrapped finite element model of germ band retraction". Команда смогла проверить точность компьютерной модели, создавая крошечные лазерные отверстия в эмбрионах и визуально отслеживая их, чтобы показать, как силы управляют движением клеток.

"Эмбрионы, будь то человеческие или мушиные, — это трёхмерные объекты, — сказал Макклери. — Внутри них существуют силы, которые определяют, как клетки будут взаимодействовать друг с другом. Наука могла делать снимки этого процесса и изучать небольшие участки клеток с помощью микроскопии, глядя на одну сторону мухи за раз, но это требует множества допущений. Модель с клетками, обёрнутыми вокруг эллипсоида, позволяет нам увидеть все взаимодействующие клетки и начать понимать, каковы in vivo напряжения на самом деле".

Хатсон отметил, что подобные исследования взаимодействия клеток во время морфогенеза важны для области биологии развития и могут быть применены во многих других сферах.