Podrobno

Multi-phase field model reveals internal dissipation is crucial for spontaneous hole formation in cell monolayers
ID Pinto, Diogo E. P. (Avtor), ID Rozman, Jan (Avtor), ID Yeomans, Julia M. (Avtor)

URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.nature.com/articles/s41467-026-74977-y Povezava se odpre v novem oknu
.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (1,72 MB)
MD5: B605D0E0C3A37D82FF9F0FC7AD62C617

Izvleček
Although cell monolayers typically remain confluent, they can spontaneously develop persistent holes as a result of collective cellular motion. Recent studies on MDCK monolayers cultured on soft substrates have revealed that cells can align to create regions of local nematic order, and topological defects that generate localised mechanical stresses which can spontaneously trigger hole formation. To investigate this process, we develop a continuum multi-phase field model that incorporates internal dissipation and active dipolar forces that drive cell shape anisotropy. Our simulations show that reducing substrate friction enhances cell-cell velocity correlations. In the low-friction regime, topological defects generate spiral flow patterns that concentrate stress and can trigger hole formation. By contrast, in the high-friction regime, holes do not nucleate. We further demonstrate that the number and stability of the holes—whether they close or persist—depends on both substrate friction and cellular activity, through a non-dimensional friction number. These findings highlight the importance of internal dissipation in modelling collective cell motion and the critical role of collective dynamics in maintaining tissue integrity.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:biological physics, condensed matter physics, statistical physics
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FMF - Fakulteta za matematiko in fiziko
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2026
Št. strani:8 str.
Številčenje:Vol. 17, art. no. 8288
PID:20.500.12556/RUL-185957 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:577.3
ISSN pri članku:2041-1723
DOI:10.1038/s41467-026-74977-y Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:288691459 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:24.08.2026
Število ogledov:66
Število prenosov:27
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Nature communications
Skrajšan naslov:Nat. Commun.
Založnik:Nature Publishing Group
ISSN:2041-1723
COBISS.SI-ID:2315876 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:biofizika, fizika kondenzirane snovi, statistična fizika

Projekti

Financer:UKRI - UK Research and Innovation
Številka projekta:EP/Z002761/1
Naslov:Rheology and Fracture in Confluent Cell Layers

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J1-70062
Naslov:Nematska aktivnost s celično ločljivostjo v tridimenzionalnih tkivih: morfogeneza, kolektivno gibanje in aktivne mešanice

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:RSF-0106
Naslov:Razvojni steber financiranja

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P1-0055
Naslov:Biofizika polimerov, membran, gelov, koloidov in celic

Financer:UKRI - UK Research and Innovation
Številka projekta:EP/W023849/1
Naslov:Early-stage embryo as an active self-tuning soft material

Financer:UKRI - UK Research and Innovation
Številka projekta:EP/Y033981/1
Naslov:ActBio: Exploiting the Parallels between Active Matter and Mechanobiology

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj