Waves in Embryonic Development.
Waves in Embryonic Development.
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DOI：
10.1146/annurev-biophys-111521-102500
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发表时间：
2022-05-09
影响因子：
12.4
通讯作者：
Vergassola, Massimo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Di Talia, Stefano;Vergassola, Massimo
胚胎发育取决于分子事件在空间和时间上的有效协调。波最近已经成为一种无处不在的机制，它确保了调控信号在胚胎中的快速传播，以及对其模式的可靠控制，即身体平面结构的出现。在这里，我们回顾了最近的信号波的定量工作的选择，并提出了波理论的概述。我们的目标是提供一个简洁的，但全面的指导参考信号波可以在胚胎中出现的理论框架。然后，我们从反应扩散系统，静态和时间依赖，移动到可激发的动力学和耦合振子系统的结论。我们将这些理论模型与最近阐明的控制早期胚胎有丝分裂波、脊椎动物体轴图案化、微图案培养和骨再生的分子机制联系起来。我们的目标是激发实验工作，推动理论的发展，并将其预测与定量生物学观察联系起来。
Embryonic development hinges on effective coordination of molecular events across space and time. Waves have recently emerged as an ubiquitous mechanism that ensure rapid spreading of regulatory signals across embryos, as well as reliable control of their patterning, namely for the emergence of body plan structures. Here, we review a selection of recent quantitative work on signaling waves, and present an overview of theory of waves. Our aim is to provide a succinct, yet comprehensive guiding reference for the theoretical frameworks by which signaling waves can arise in embryos. We start then from reaction-diffusion systems, both static and time-dependent, move to excitable dynamics and conclude with systems of coupled oscillators. We link these theoretical models to molecular mechanisms recently elucidated for the control of mitotic waves in early embryos, patterning of the vertebrate body axis, micropattern cultures and bone regeneration. Our goal is to inspire experimental work that will advance theory in development and bridge its predictions to quantitative biological observations.
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