Influence of survival, promotion, and growth on pattern formation in zebrafish skin.
Influence of survival, promotion, and growth on pattern formation in zebrafish skin.
复制标题
斑马鱼皮肤中存活、促进和生长对图案形成的影响。
DOI：
10.1038/s41598-021-89116-4
复制
发表时间：
2021-05-10
影响因子：
4.6
通讯作者：
Epstein IR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Konow C;Li Z;Shepherd S;Bullara D;Epstein IR
斑马鱼皮肤的着色常被用作研究生物图案形成的模型系统。然而，色素细胞的数量少且缺乏运动，违背了传统的图灵型图案生成机制。最近的模型调用离散的短程竞争和不同的色素细胞之间的远程促进作为一种替代反应扩散计划。在这项工作中，我们提出了一个基于晶格的“生存模型”，这是最近的实验结果的启发，长程色素相互作用的性质。生存模型产生具有漫射条纹的静止图案，并经历图灵不稳定性。我们还研究了域的增长，无处不在的生物系统中，在生存模式和早期的“促进”模式的模式的效果。在这两种情况下，域生长单独能够在阈值波长以上定向图灵图案，并且可以重新定向烧蚀细胞中的条纹，尽管图案定向的波长对于生存模型要大得多。虽然生存模型是色素细胞之间多方面相互作用的简化表示，但它揭示了复杂的组织行为，并可能有助于指导未来的研究。
The coloring of zebrafish skin is often used as a model system to study biological pattern formation. However, the small number and lack of movement of chromatophores defies traditional Turing-type pattern generating mechanisms. Recent models invoke discrete short-range competition and long-range promotion between different pigment cells as an alternative to a reaction-diffusion scheme. In this work, we propose a lattice-based “Survival model,” which is inspired by recent experimental findings on the nature of long-range chromatophore interactions. The Survival model produces stationary patterns with diffuse stripes and undergoes a Turing instability. We also examine the effect that domain growth, ubiquitous in biological systems, has on the patterns in both the Survival model and an earlier “Promotion” model. In both cases, domain growth alone is capable of orienting Turing patterns above a threshold wavelength and can reorient the stripes in ablated cells, though the wavelength for which the patterns orient is much larger for the Survival model. While the Survival model is a simplified representation of the multifaceted interactions between pigment cells, it reveals complex organizational behavior and may help to guide future studies.
登录
查看更多内容
影响因子：
9.3
作者：
Hiscock TW;Megason SG
通讯作者：
Megason SG
影响因子：
4.6
作者：
Green, Jeremy B. A.;Sharpe, James
通讯作者：
Sharpe, James
影响因子：
2
作者：
Krupa, M;Szmolyan, P
通讯作者：
Szmolyan, P
影响因子：
56.9
作者：
LENGYEL, I;EPSTEIN, IR
通讯作者：
EPSTEIN, IR
影响因子：
3.3
作者：
Konow, Christopher;Somberg, Noah H.;Dolnik, Milos
通讯作者：
Dolnik, Milos