3D viscoelastic drag forces contribute to cell shape changes during organogenesis in the zebrafish embryo
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The left-right organizer in zebrafish embryos, Kupffer’s Vesicle (KV), is a simple organ that undergoes programmed asymmetric cell shape changes that are necessary to establish the left-right axis of the embryo. We use simulations and experiments to investigate whether 3D mechanical drag forces generated by the posteriorly-directed motion of the KV through the tailbud tissue are sufficient to drive such shape changes. We develop a fully 3D vertex-like (Voronoi) model for the tissue architecture, and demonstrate that the tissue can generate drag forces and drive cell shape changes. Furthermore, we find that tailbud tissue presents a shear-thinning, viscoelastic behavior consistent with those observed in published experiments. We then perform live imaging experiments and particle image velocimetry analysis to quantify the precise tissue velocity gradients around KV as a function of developmental time. We observe robust velocity gradients around the KV, indicating that mechanical drag forces must be exerted on the KV by the tailbud tissue. We demonstrate that experimentally observed velocity fields are consistent with the viscoelastic response seen in simulations. This work also suggests that 3D viscoelastic drag forces could be a generic mechanism for cell shape change in other biological processes. Highlights new physics-based simulation method allows study of dynamic tissue structures in 3D movement of an organ through tissue generates viscoelastic drag forces on the organ these drag forces can generate precisely the cell shape changes seen in experiment PIV analysis of experimental data matches simulations and probes tissue mechanics Graphical abstract
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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) | 0,003 | 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 ».