Los biofísicos descubren poderosas simetrías en el tejido vivo
«Fue sorprendente lo bien que coincidían los datos experimentales y las simulaciones numéricas», dijo Eckert. De hecho, los dos coincidían tan bien que la primera reacción de Kalenza fue que debía estar mal. Al equipo le preocupaba en broma que los revisores pensaran que habían hecho trampa. «Es tan hermoso», dijo Kalenza.
El físico de la Universidad de Princeton, Joshua Shaevitz, que revisó el artículo (y no cree que hayan hecho trampa), dice que las observaciones responden a «preguntas de larga data sobre el tipo de orden que existe en las organizaciones». La ciencia a menudo «se vuelve borrosa» cuando los datos apuntan a hechos aparentemente contradictorios; en este caso, simetrías anidadas, dijo. «Entonces alguien señala o demuestra que estas cosas no son tan obvias. Ambos tienen razón».
forma, fuerza y función
Definir con precisión la simetría de un cristal líquido es más que un ejercicio matemático. El tensor de tensión de un cristal (la matriz que captura cómo se deforma un material bajo tensión) se ve diferente según su simetría. Este tensor es el vínculo matemático que Giomi quiere utilizar para conectar las ecuaciones de dinámica de fluidos entre fuerzas físicas y funciones biológicas.
Aplicar la física del cristal líquido a los tejidos es una nueva forma de comprender el complejo y desordenado mundo de la biología, dijo Hurst.
Se desconoce el significado preciso del cambio del orden de seis series al orden nemático, pero el equipo sospecha que las células pueden ejercer cierto grado de control sobre esta transición. Incluso hay evidencia de que la aparición de secuencias nemáticas está implicada en la adhesión celular, afirman. Averiguar cómo y por qué los tejidos exhiben estas dos simetrías escalonadas es un proyecto futuro, aunque Giomi ya está trabajando para utilizar los resultados para comprender cómo las células cancerosas fluyen por el cuerpo a medida que metastatizan. Shavitz señaló que la cristalinidad líquida multiescala de los tejidos puede estar relacionada con la embriogénesis, el proceso mediante el cual los embriones se transforman en organismos.
Si hay una idea central en la biofísica de tejidos, es que la estructura genera fuerza y la fuerza genera función, dijo Giomi. En otras palabras, controlar la simetría multiescala puede ser parte de lo que suma más que la suma de las células.
Es un «triángulo de forma, poder y función», dijo Giomi. «Las células utilizan su forma para regular las fuerzas y éstas, a su vez, actúan como motores que ejecutan funciones mecánicas».
Historia original reimpresa con autorización de Quanta Magazine, una publicación editorial independiente de la Fundación Simons cuya misión es mejorar la comprensión pública informando sobre avances y tendencias en la investigación en la comprensión científica de las matemáticas, la física y las ciencias biológicas.
