Clonal dominance in excitable cell networks.
Clonal dominance in excitable cell networks.
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DOI：
10.1038/s41567-021-01383-0
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发表时间：
2021-12
期刊：
影响因子：
19.6
通讯作者：
Shvartsman SY
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Alsous JI;Rozman J;Marmion RA;Košmrlj A;Shvartsman SY
当一个或几个创始细胞的后代（克隆）在集体生长过程中对最终结构做出贡献时，就会出现克隆优势。在细菌生长、肿瘤发生和干细胞重编程等背景下，这种现象通常归因于预先存在的优势倾向，而在干细胞稳态中，则会引起中性漂移动力学。克隆优势在发育过程中的机制起源，越来越多的文献记载，是不太了解。在这里，我们调查这种现象在果蝇卵泡上皮细胞，一个系统中，联合生长动力学的细胞谱系树可以重建。我们表明，克隆优势可以自发出现，在没有预先存在的偏见，作为一个集体的财产，通过连接的细胞之间的分裂耦合的不断发展的兴奋网络。在森林火灾和不断发展的意见网络中已经确定了类似的机制;我们表明，兴奋单位的空间耦合解释了生物体发育的一个重要特征，并对组织组织和动力学产生了影响。
Clonal dominance arises when the descendants (clones) of one or a few founder cells contribute disproportionally to the final structure during collective growth. In contexts such as bacterial growth, tumorigenesis, and stem cell reprogramming, this phenomenon is often attributed to pre-existing propensities for dominance, while in stem cell homeostasis, neutral drift dynamics are invoked. The mechanistic origin of clonal dominance during development, where it is increasingly documented, is less understood. Here, we investigate this phenomenon in the Drosophila melanogaster follicle epithelium, a system in which the joint growth dynamics of cell lineage trees can be reconstructed. We demonstrate that clonal dominance can emerge spontaneously, in the absence of pre-existing biases, as a collective property of evolving excitable networks through coupling of divisions among connected cells. Similar mechanisms have been identified in forest fires and evolving opinion networks; we show that the spatial coupling of excitable units explains a critical feature of the development of the organism, with implications for tissue organization and dynamics.
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