Control of cellular cortical tension and shape by RhoGTPase signalling
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Shape changes are ubiquitous in biology, from cytokinesis at the single cell scale to tissue-scale morphogenesis involving coordinated changes in hundreds of cells. In all cases, morphogenesis is powered by gradients in mechanical tension that arise downstream of signalling. Many pathways converge on RhoGTPases that modulate the cytoskeleton and cell contractility to control cell mechanics and, subsequently, shape. Despite their physiological importance, we lack a quantitative understanding of how changes in signalling alter cortical mechanics to drive cell shape change. Here, we use optogenetics to quantitatively characterise the relationship between the amount of RhoGEF localised to the membrane, the downstream myosin recruitment, and the subsequent mechanical changes. We then show that cortical myosin amount and cortical tension increase linearly with the amount of membranous RhoGEF signalling. Based on these data, we develop a predictive model of the temporal evolution of RhoGEF membrane localisation, cortical myosin enrichment, and cortical tension in response to a pulse of light. Using this model together with an active surface model of the cell cortex, we show that the cellular shape changes induced by localised optogenetic recruitment of RhoGEF signalling can be predicted, directly linking gradients in signalling to shape change. Significance statement Shape changes are ubiquitous in biology, during division in single cells and in tissue during embryogenesis. In all cases, shape change is powered by gradients in mechanical tension that arise downstream of changes in biochemical signals. Despite their importance, we lack a quantitative understanding of how changes in signals alter cell mechanics to drive cell shape change. Here, we control the location and amount of biochemical signal using light to quantitatively characterise the relationship between signals and their resulting biological and mechanical changes. We show that mechanical change scales linearly with the amount of biochemical signal. Based on this, we develop a mathematical model that predicts cell mechanical and shape changes from the location and amount of biochemical signals.
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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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».