إطار رياضي لفهم الظهور العرضي للتعقيد القابل للتطبيق على الأنظمة متعددة الخلايا المتنامية

في التطور الجنيني وتكوين الأعضاء، تكتسب الخلايا التي تشترك في أكواد جينية متطابقة حالات تعبير جيني متنوعة في توزيع مكاني قابل للتكرار بشكل كبير، وهو أمر حاسم لتكوين الكائنات متعددة الخلايا ويمكن قياسه من خلال المعلومات الموضعية. لفهم النمو العرضي للتعقيد، قمنا بإنشاء نموذج قرار تقسيم أحادي البعد، يحاكي نمو الخلايا ذات الشبكات الجينية المتطابقة من خلية واحدة. تسلط نتائجنا الضوء على الدور المحوري لانقسام الخلايا في توفير إشارات موضعية، مما يرافق النظام نحو حالات غنية بالمعلومات. علاوة على ذلك، قمنا بتحديد تثبيط الجوانب الجانبية كآلية حاسمة تترجم الاتصالات المكانية إلى تعبير جيني. يظهر نموذجنا أن الترتيب المكاني الناتج عن انقسام الخلايا، مقترنًا بخطوط الخلايا، يوفر معلومات موضعية، محددًا حالات خلوية متعددة مع تعقيد متزايد - موضحًا من خلال أمثلة في C.elegans . تشكل هذه الدراسة خطوة أساسية في فهم التعقيدات التنموية، مما يفتح الطريق لتشكيلات كمية مستقبلية لبناء أنماط متعددة الخلايا صناعية.