Nat. Commun. 速递：活细胞的微相分离

关键词：细胞自组织，相分离，生物物理，凝聚态物理

论文题目：Microphase separation of living cells论文来源：Nature Communications论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-36395-2

物理学概念迁移到生物学领域的情况并不少见。例如，软凝聚态物质的思想在细胞集合体中找到了富有成效的应用。半个世纪以来，有一种软物质现象引起了人们的极大关注，那就是微相分离，这一过程导致了有限长度尺度的平衡域的自组织。细胞的自组织是各种生物系统的核心，凝聚态物质的物理概念已被证明有助于破译它们的一些特性。

这项最新发表于 Nature Communications 的文章发现，长期以来在高分子材料和其它惰性系统中研究的微相分离，在活细胞中也有自然的对应。当放置在一层毫米级的液体营养介质薄膜下面时，一个准二维的高密度盘状细胞群会自发地组装成紧凑的域。它们的典型尺寸为100微米，由相互竞争的相互作用之间的平衡所支配：作为短程吸引力的粘附力，以及在近缺氧条件下由趋气性引起的有效远程排斥。实验数据、一个简单的模型和基于细胞的模拟都支持这种情况。这项发现建立了一个活细胞自组织的通用机制，并强调氧气调节是生物物质的一个新兴的组织原则。

图1. 盘基网柄菌细胞群中的微相分离。（a-c）在时间过程中的生长和聚集过程的明视野图像。（d）各个阶段的细胞排列示意图。（e）聚集在稳定状态。（f, g）根据（e）计算出的聚集间距离 d′ 和聚集半径 a′ 的概率分布。

图2. 一个简单的模型捕获域大小。

图3. 基于细胞的模拟提供了微相分离的微观视图。

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