On the origins of the mitotic shift in proliferating cell layers
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: During plant and animal development, monolayer cell sheets display a stereotyped distribution of polygonal cell shapes. In interphase cells these shapes range from quadrilaterals to decagons, with a robust average of six sides per cell. In contrast, the subset of cells in mitosis exhibits a distinct distribution with an average of seven sides. It remains unclear whether this 'mitotic shift' reflects a causal relationship between increased polygonal sidedness and increased division likelihood, or alternatively, a passive effect of local proliferation on cell shape. METHODS: We use a combination of probabilistic analysis and mathematical modeling to predict the geometry of mitotic polygonal cells in a proliferating cell layer. To test these predictions experimentally, we use Flp-Out stochastic labeling in the Drosophila wing disc to induce single cell clones, and confocal imaging to quantify the polygonal topologies of these clones as a function of cellular age. For a more generic test in an idealized cell layer, we model epithelial sheet proliferation in a finite element framework, which yields a computationally robust, emergent prediction of the mitotic cell shape distribution. RESULTS: Using both mathematical and experimental approaches, we show that the mitotic shift derives primarily from passive, non-autonomous effects of mitoses in neighboring cells on each cell's geometry over the course of the cell cycle. Computationally, we predict that interphase cells should passively gain sides over time, such that cells at more advanced stages of the cell cycle will tend to have a larger number of neighbors than those at earlier stages. Validating this prediction, experimental analysis of randomly labeled epithelial cells in the Drosophila wing disc demonstrates that labeled cells exhibit an age-dependent increase in polygonal sidedness. Reinforcing these data, finite element simulations of epithelial sheet proliferation demonstrate in a generic framework that passive side-gaining is sufficient to generate a mitotic shift. CONCLUSIONS: Taken together, our results strongly suggest that the mitotic shift reflects a time-dependent accumulation of shared cellular interfaces over the course of the cell cycle. These results uncover fundamental constraints on the relationship between cell shape and cell division that should be general in adherent, polarized cell layers.
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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 | 0,002 |
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| 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.
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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 ».