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«Fue bastante sorprendente lo bien que encajan los datos experimentales y la simulación numérica», dijo Eckert. De hecho, coincidió tan bien que la primera respuesta de Carenza fue que debía estar equivocado. Al equipo le preocupaba en broma que un revisor pensara que habían hecho trampa. “Fue realmente tan hermoso”, dijo Carenza.
Las observaciones responden a una «pregunta de larga data sobre la naturaleza del orden presente en los tejidos», dijo Joshua Shaevitz, físico de la Universidad de Princeton que revisó el trabajo (y no creía que hubieran hecho trampa). La ciencia a menudo se vuelve “turbia”, dijo, cuando los datos apuntan a verdades aparentemente contradictorias (en este caso, las simetrías anidadas). “Entonces alguien señala o demuestra que estas cosas no están tan claras. Ambos tienen razón”.
Forma, poder y función.
Definir con precisión la simetría de un cristal líquido no es sólo un ejercicio matemático. Dependiendo de su simetría, el tensor de tensión de un cristal (una matriz que captura cómo un material se deforma bajo tensión) se ve diferente. Este tensor es la conexión matemática con las ecuaciones de dinámica de fluidos que Giomi quería usar para conectar fuerzas físicas y funciones biológicas.
Aplicar la física del cristal líquido a los tejidos es una nueva forma de comprender el complicado y desordenado mundo de la biología, dijo Hirst.
Los efectos exactos de la transición del orden hexático al nemático aún no están claros, pero el equipo sospecha que las células pueden ejercer cierto grado de control sobre esta transición. Incluso hay evidencia de que la aparición del orden nemático tiene algo que ver con la adhesión celular, dijeron. Averiguar cómo y por qué los tejidos tienen estas dos simetrías entrelazadas es un proyecto para el futuro, aunque Giomi ya está trabajando para utilizar los resultados para comprender cómo las células cancerosas fluyen por el cuerpo a medida que hacen metástasis. Y Shaevitz señaló que la cristalinidad líquida multiescala de un tejido podría estar relacionada con la embriogénesis, el proceso mediante el cual los embriones se convierten en organismos.
Si hay una idea central en la biofísica de tejidos, dice Giomi, es que la estructura da lugar a fuerzas y las fuerzas dan lugar a funciones. En otras palabras, controlar la simetría multiescala podría ayudar a que los tejidos sumen más que la suma de sus células.
Hay «un triángulo de forma, poder y función», dijo Giomi. «Las células utilizan su forma para regular fuerzas y éstas, a su vez, sirven como fuerza impulsora de la funcionalidad mecánica».
historia original Reimpreso con autorización de Revista Quanta, una publicación editorialmente independiente Fundación Simons Su misión es mejorar la comprensión pública de la ciencia cubriendo los desarrollos y tendencias de la investigación en matemáticas y ciencias físicas y biológicas.
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