Microrheological Characterization of Collagen Systems: From Molecular Solutions to Fibrillar Gels
Notice bibliographique
Résumé
Collagen is the most abundant protein in the extracellular matrix (ECM), where its structural organization conveys mechanical information to cells. Using optical-tweezers-based microrheology, we investigated mechanical properties both of collagen molecules at a range of concentrations in acidic solution where fibrils cannot form and of gels of collagen fibrils formed at neutral pH, as well as the development of microscale mechanical heterogeneity during the self-assembly process. The frequency scaling of the complex shear modulus even at frequencies of ∼10 kHz was not able to resolve the flexibility of collagen molecules in acidic solution. In these solutions, molecular interactions cause significant transient elasticity, as we observed for 5 mg/ml solutions at frequencies above ∼200 Hz. We found the viscoelasticity of solutions of collagen molecules to be spatially homogeneous, in sharp contrast to the heterogeneity of self-assembled fibrillar collagen systems, whose elasticity varied by more than an order of magnitude and in power-law behavior at different locations within the sample. By probing changes in the complex shear modulus over 100-minute timescales as collagen self-assembled into fibrils, we conclude that microscale heterogeneity appears during early phases of fibrillar growth and continues to develop further during this growth phase. Experiments in which growing fibrils dislodge microspheres from an optical trap suggest that fibril growth is a force-generating process. These data contribute to understanding how heterogeneities develop during self-assembly, which in turn can help synthesis of new materials for cellular engineering.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».