انتقال jamming المتكرر المدفوع بالشكل في الأحادية الاندماجية لمحاكيات الخلايا الاصطناعية

الملخص تتطلب العديد من العمليات البيولوجية الحرجة، مثل شفاء الجروح، طبقات/أنسجة الخلايا المعبأة بكثافة للانتقال من حالة صلبة تشبه jammed إلى حالة سائلة. على الرغم من أن الدراسات الرقمية تتوقع أن التغيرات في شكل الخلية وحده يمكن أن تؤدي إلى unjamming، إلا أن الدعم التجريبي لهذه التوقعات ليس حاسماً لأن، في الأنظمة الحية، لا يمكن استبعاد التسييل بسبب التغيرات في الكثافة. بالإضافة إلى ذلك، فإن قدرة الخلية على تعديل حركتها تعقد الصعوبات فقط لأن حتى في مجموعات الجسيمات النشطة الصلبة، فإن تغيير طبيعة الدفع الذاتي له آثار غير تافهة على الديناميات. هنا، قمنا بتصميم وتجميع طبقة أحادية من محاكيات الخلايا الاصطناعية وفحصنا سلوكها الجماعي. من خلال زيادة وقت الاستمرار للدفع الذاتي بشكل منهجي، اكتشفنا انتقال jamming المتكرر المستند إلى شكل الخلية، المستقل عن الكثافة. من الملحوظ أننا لاحظنا أن شكل الخلية وتنوع الشكل كانا مقيدين بشكل متبادل في حدود الاندماج وتبعا لنفس القياس العالمي كما لوحظ في الظهارة الاندماجية. ومع ذلك، لم تتقيد التباينات الدينامية بهذا القياس، حيث أظهرت الخلايا السريعة قمع تنوع الشكل، والذي كشفت محاكياتنا أنه بسبب تأثير الاحتجاز المؤقت لهذه الخلايا بواسطة جيرانها الأبطأ. تؤسس تجاربنا بوضوح رابطًا مورفوديناميكيًا، مما يثبت أن القيود الهندسية وحدها يمكن أن تحدد jamming/unjamming الظهاري.