Los biofísicos descubren poderosas simetrías en el tejido vivo – MundoDaily

«Fue sorprendente cómo coincidían los datos experimentales y la simulación numérica», dijo Eckert. De hecho, coincidía tan bien que la primera respuesta de Carenza fue que debía estar equivocado. Al equipo le preocupaba en broma que un crítico pudiera pensar que habían hecho trampa. “Fue realmente hermoso”, dijo Carenza.

Las observaciones responden a una «pregunta de larga data sobre qué tipo de orden está presente en los tejidos», dijo Joshua Shaevitz, un físico de la Universidad de Princeton que revisó el artículo (y no pensó que habían hecho trampa). La ciencia a menudo “se oscurece”, dijo, cuando los datos apuntan a verdades aparentemente contradictorias (en este caso, simetrías anidadas). “Entonces alguien señala o demuestra que, bueno, estas cosas no son tan distintas. Ambos tienen razón.

Forma, fuerza y ​​función

Definir con precisión la simetría de un cristal líquido no es sólo un ejercicio matemático. Dependiendo de su simetría, el tensor de tensión de un cristal (una matriz que captura cómo se deforma un material bajo tensión) se ve diferente. Este tensor es el vínculo matemático con las ecuaciones de dinámica de fluidos que Giomi quería utilizar para conectar fuerzas físicas y funciones biológicas.

Aplicar la física del cristal líquido a los tejidos es una nueva forma de comprender el complicado y desordenado mundo de la biología, dijo Hirst.

Las implicaciones precisas de la transferencia del orden hexático al nemático aún no están claras, pero el equipo sospecha que las células pueden ejercer cierto grado de control sobre esta transición. Incluso hay evidencia que el surgimiento del orden nemático tiene algo que ver con la adhesión celular, dijeron. Descubrir cómo y por qué los tejidos manifiestan estas dos simetrías entrelazadas es un proyecto para el futuro, aunque Giomi ya está trabajando para utilizar los resultados para comprender cómo las células cancerosas fluyen por el cuerpo cuando hacen metástasis. Y Shaevitz señaló que la cristalinidad líquida a múltiples escalas de un tejido podría estar relacionada con la embriogénesis, el proceso mediante el cual los embriones se convierten en organismos.

Si hay una idea central en la biofísica de tejidos, dijo Giomi, es que la estructura da lugar a fuerzas y las fuerzas dan origen a la función. En otras palabras, el control de la simetría multiescala puede ser parte de cómo los tejidos suman más que la suma de sus células.

Hay «un triángulo de forma, fuerza y ​​función», dijo Giomi. «Las células utilizan su forma para regular fuerzas y éstas, a su vez, sirven como motor de la funcionalidad mecánica».