The bioelectric code: An ancient computational medium for dynamic control of growth and form.
The bioelectric code: An ancient computational medium for dynamic control of growth and form.
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DOI：
10.1016/j.biosystems.2017.08.009
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发表时间：
2018-02
期刊：
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--
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
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作者：
是什么决定了大规模的解剖学？DNA不能直接指定组织和器官的几何排列，需要对形态发生进行编码和解码。此外，许多物种可以再生和重塑他们的结构，尽管严重的伤害。从多种初始条件中获得正确目标形态的能力表明，形态发生密码实现了一个丰富的模式稳态过程系统。在这里，我们描述了细胞网络实现模式调节和可塑性的重要机制：生物电。不仅仅是神经和肌肉，所有的细胞都能产生和感知电信号；在体内，这些过程形成生物电回路，将单个细胞的行为导向特定的解剖终点。我们回顾了在读取和重写生物电状态下编码的解剖信息方面的新进展，并从信息论、动力系统和计算神经科学的角度讨论了解决这一问题的方法。破解生物电密码将大大改善对生物模式的控制，推进基本的进化发育生物学，并使再生医学和合成生物工程中的许多应用成为可能。
What determines large-scale anatomy? DNA does not directly specify geometrical arrangements of tissues and organs, and a process of encoding and decoding for morphogenesis is required. Moreover, many species can regenerate and remodel their structure despite drastic injury. The ability to obtain the correct target morphology from a diversity of initial conditions reveals that the morphogenetic code implements a rich system of pattern-homeostatic processes. Here, we describe an important mechanism by which cellular networks implement pattern regulation and plasticity: bioelectricity. All cells, not only nerves and muscles, produce and sense electrical signals; in vivo, these processes form bioelectric circuits that harness individual cell behaviors toward specific anatomical endpoints. We review emerging progress in reading and re-writing anatomical information encoded in bioelectrical states, and discuss the approaches to this problem from the perspectives of information theory, dynamical systems, and computational neuroscience. Cracking the bioelectric code will enable much-improved control over biological patterning, advancing basic evolutionary developmental biology as well as enabling numerous applications in regenerative medicine and synthetic bioengineering.
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影响因子：
3.6
作者：
Adams, Dany S.;Levin, Michael
通讯作者：
Levin, Michael
DOI：
10.4161/cc.8.21.9888
发表时间：
2009-11-01
期刊：
Cell cycle (Georgetown, Tex.)
影响因子：
--
作者：
Blackiston DJ;McLaughlin KA;Levin M
通讯作者：
Levin M
通过变形保留记忆：飞蛾能记住它所学到的毛毛虫吗？
影响因子：
3.7
作者：
Blackiston DJ;Silva Casey E;Weiss MR
通讯作者：
Weiss MR
影响因子：
2.9
作者：
BORGENS, RB
通讯作者：
BORGENS, RB
影响因子：
4.6
作者：
Adams, Dany S.;Masi, Alessio;Levin, Michael
通讯作者：
Levin, Michael