Probing the Wave-Like Nature of Cell Migration and Collective Behavior

探究细胞迁移和集体行为的波状性质

基本信息

  • 批准号:
    1205965
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 50万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-09-15 至 2016-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this project, the PIs will investigate the consequences of recent observations that the dynamics of the cell scaffolding is wavelike in many biological processes - from amoeboid chemotaxis to development. The PI's goal is to elucidate how this wave-like characteristic of the motility machinery affects navigation of cells in complex environments, and collective behavior of cell groups. The PIs will use D. discoideum as a model organism that exhibits both individual and collective cell migration behavior, and that exhibits wave-like protrusive activity even when cells are suspended without any surface contact. The specific goals are: 1. Wave-surface coupling: The PIs will analyze how waves interact with surfaces to generate forces and motion using micro-fabricated local adhesion patches and lines. The aim is to understand how patterns of adhesivity may direct migration and to integrate this insight into stochastic simulations of collective cell migration. 2. Cell-cell coupling: The PIs will measure how waves propagate through groups of cells that are in contact and integrate this finding in simulations. The aim is to elucidate mechanical aspects of cell-cell signaling and group migration. 3. Triggering waves and resonances: the PIs will use the strengths of their team in nonlinear dynamics, microfabrication, and quantitative studies of amoeboid cell migration, to achieve these goals. The PIs will carry out the proposed work through the combination of expertise in controlled 3D microfabrication and surface functionalization of local adhesion patches, systematic shape dynamics quantification, and stochastic modeling of collective dynamics. To make their findings broadly accessible, the PIs will also develop a series of videos for YouTube that will highlight wavelike cell migration and cell-cell communication as a jumping point to introduce different scientific topics at a level that is suitable for the general public. The PI will train women and underrepresented minorities in this research program. All students will receive highly interdisciplinary training involving elements of biophysics and materials science.
在这个项目中,PI将调查最近观察到的结果,即细胞支架的动力学在许多生物过程中是波浪状的-从变形虫趋化性到发育。PI的目标是阐明运动机制的这种波浪状特征如何影响细胞在复杂环境中的导航以及细胞群的集体行为。PI将使用D。discoideum作为模式生物,其表现出个体和集体的细胞迁移行为,并且即使当细胞悬浮而没有任何表面接触时也表现出波浪状的迁移活性。具体目标是:1.波面耦合:PI将分析波如何与表面相互作用,使用微制造的局部粘附贴片和线条产生力和运动。我们的目的是了解粘附性的模式可能会直接迁移,并将这种见解整合到集体细胞迁移的随机模拟。2.细胞-细胞耦合:PI将测量波如何通过接触的细胞群传播,并将这一发现整合到模拟中。目的是阐明细胞间信号传导和群体迁移的机械方面。3.触发波和共振:PI将利用其团队在非线性动力学、微加工和变形细胞迁移的定量研究方面的优势来实现这些目标。PI将通过结合可控3D微加工和局部粘附片表面功能化、系统形状动力学量化和集体动力学随机建模方面的专业知识来开展拟议的工作。为了使他们的研究结果更容易被广泛使用,PI还将为YouTube开发一系列视频,这些视频将突出波浪状细胞迁移和细胞间通讯,作为一个切入点,以适合公众的水平介绍不同的科学主题。PI将在这项研究计划中培训妇女和代表性不足的少数民族。所有学生将接受高度跨学科的培训,涉及生物物理学和材料科学的元素。

项目成果

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专著数量(0)
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  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 50万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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知道了