Multicellular Rosettes Drive Fluid-solid Transition in Epithelial Tissues
Multicellular Rosettes Drive Fluid-solid Transition in Epithelial Tissues
复制标题
多细胞玫瑰花结驱动上皮组织中的液固转变
DOI：
10.1103/physrevx.9.011029
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发表时间：
2018
影响因子：
12.5
通讯作者：
Dapeng Bi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Le Yan;Dapeng Bi
融合生物组织的模型通常将由细胞形成的网络描述为三结点网络，类似于泡沫。然而，高阶顶点或多细胞突起在发育和体外过程中普遍存在，并且已被认为在形态发生、疾病和生理学的许多重要方面至关重要。在这项工作中，我们研究的影响，rophobia的力学融合组织。我们发现，在一个组织中的存在的roxylase可以大大影响其刚度。使用广义顶点模型和有效介质理论，我们发现一个流体到固体的转变驱动的玫瑰花结密度和细胞内的张力。这种转变表现出的二阶相变的几个特点，如不断增长的相关长度和在临界点附近的普遍临界标度。此外，我们阐明了刚性过渡的性质，在致密的生物组织和其他细胞结构使用广义麦克斯韦约束计数方法。这回答了一个长期存在的难题，即这些系统中固体的起源。
Models for confluent biological tissues often describe the network formed by cells as a triple-junction network, similar to foams. However, higher order vertices or multicellular rosettes are prevalent in developmental and {\it in vitro} processes and have been recognized as crucial in many important aspects of morphogenesis, disease, and physiology. In this work, we study the influence of rosettes on the mechanics of a confluent tissue. We find that the existence of rosettes in a tissue can greatly influence its rigidity. Using a generalized vertex model and effective medium theory we find a fluid-to-solid transition driven by rosette density and intracellular tensions. This transition exhibits several hallmarks of a second-order phase transition such as a growing correlation length and a universal critical scaling in the vicinity a critical point. Further, we elucidate the nature of rigidity transitions in dense biological tissues and other cellular structures using a generalized Maxwell constraint counting approach. This answers a long-standing puzzle of the origin of solidity in these systems.
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