综述：动态预应力如何决定生物系统的形态，从亚细胞到组织尺度
摘要：细胞和组织的形状变化既可以用于执行其功能，也可以在病理过程中发生。在大多数情况下，这些变形是由系统内部驱动的。这是由一系列分子参与者所允许的，如活跃的交联剂和离子泵，它们的活动在空间和时间上受生物调控。所产生的应力在复杂和动态的结构中（如网络或细胞聚集物）中传播。从力学的角度来看，这些效应可以被视为预应力或预应变的产生，其结果可以是由收缩或生长活动引起的。在本文综述中，我们介绍了预应力的概念以及理论工具可用于概念化活体系统的静力学和动力学。然后，我们描述了一系列现象，在生物高分子网络（尤其是肌动蛋白细胞骨架和纤维组织）以及细胞化组织中，预应力控制着形状变化。尽管尺度和组织结构多样，但我们证明这些现象源于有限数量的预应力空间分布，可以划分为异质、各向异性或差异性。我们提议，除了生长和收缩外，第三种类型的预应力 - 拓扑预应力 - 可能是由改变组织微结构的活性过程引起的。
作者：Alexander Erlich, Jocelyn ''Etienne, Jonathan Fouchard, Tom Wyatt
论文ID：2209.01440
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2022-10-18