Nueva forma geométrica utilizada por la naturaleza para empacar celdas de manera eficiente

Nueva forma geométrica utilizada por la naturaleza para empacar celdas de manera eficiente

A medida que se desarrolla un embrión, los tejidos se doblan en formas tridimensionales complejas que conducen a los órganos. Las células epiteliales son los bloques de construcción de este proceso que forman, por ejemplo, la capa externa de la piel. También recubren los vasos sanguíneos y los órganos de todos los animales.

Estas células se juntan herméticamente. Para acomodar la curvatura que se produce durante el desarrollo embrionario, se ha supuesto que las células epiteliales adoptan formas columnares o similares a una botella.

Sin embargo, un grupo de científicos profundizó en este fenómeno y descubrió una nueva forma geométrica en el proceso.

Descubrieron que, durante la flexión del tejido, las células epiteliales adoptan una forma previamente no descrita que permite a las células minimizar el uso de energía y maximizar la estabilidad del empaque. Los resultados del equipo se publicarán en Nature Communications en un documento titulado “Los escuctos son una solución geométrica para el empaquetamiento tridimensional de los epitelios”.

El estudio es el resultado de una colaboración Estados Unidos-Unión Europea entre los equipos de Luis M. Escudero (Universidad de Sevilla, España) y el de Javier Buceta (Universidad de Lehigh, EE. UU.). Pedro Gomez-Gálvez y Pablo Vicente-Munuera son los primeros autores de este trabajo que también incluye científicos del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo y el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, entre otros.

Buceta y sus colegas primero hicieron el descubrimiento a través de modelos computacionales que utilizaban la diagramación de Voronoi, una herramienta que se usa en varios campos para comprender la organización geométrica.

“Durante el proceso de modelado, los resultados que vimos fueron extraños”, dice Buceta. “Nuestro modelo predijo que a medida que aumenta la curvatura del tejido, las columnas y las formas de las botellas no eran las únicas formas que las células podían desarrollar. ¡Para nuestra sorpresa, la forma adicional ni siquiera tenía un nombre en matemáticas! oportunidad de nombrar una nueva forma “.

Este descubrimiento podría ayudar a construir un andamio para fomentar este tipo de empaquetamiento de células, imitando con precisión la forma de la naturaleza de desarrollar tejidos de manera eficiente.

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