方向的转变：研究揭示了一种操纵胚胎细胞运动的新方法

随着胚胎从受孕到出生的生长，细胞迅速繁殖，并以高度有组织的方式移动，形成骨骼、器官和其他关键系统。但是，细胞如何知道在正确的时间朝着正确的方向移动，从而创造出一个完全形成的、复杂的生物体？这对科学家来说是一个极具挑战性的问题

为了帮助找到答案，加州大学圣地亚哥分校物理学助理教授Mattia Serra和意大利米兰理工大学的同事开发了一种新方法，可以使用短时引诱剂操纵胚胎细胞的运动&mdash；Serra之前开发并采用了这一概念，以帮助海上搜救行动

他们的工作出现在《物理评论快报》上

短时间吸引器是在有限时间内影响系统动力学和运动，但不决定长期行为的结构。通过调节肌球蛋白的空间分布；驱动细胞运动的分子马达&mdash；研究人员能够控制这些引诱物的定位，将细胞积累引导到胚胎的靶向区域

当肌球蛋白驱动胚胎内的细胞运动时，也有外力或干扰对胚胎进行推拉。这些干扰是强加给胚胎而不是由胚胎控制的

这是一支优美的舞蹈。胚胎必须优化肌球蛋白的分布，使细胞向发育所需的引诱物移动，同时也要与强加的干扰作斗争

通过理论和模拟，研究人员能够设计出一种最佳控制策略，在类似于胚胎发育的流中创建和引导短时引诱器

为了证实他们的理论，苏格兰邓迪大学Weijer小组的合作者操纵了鸡胚的肌球蛋白分布。通常情况下，胚胎会形成一个短时间的吸引器作为一条线&mdash；这就是主体轴线形成的地方。Serra的预测表明，由于肌球蛋白的特殊分布，它们可以形成环形的短时间吸引子。Weijer小组能够在活胚胎中实现所建议的肌球蛋白分布，并发展出圆形吸引子而不是线性吸引子

这种控制细胞流动的新方法可用于工程合成器官和类器官，并可能有助于再生医学应用

“多细胞流是复杂的，研究起来可能会非常困难。吸引器和排斥器将这种复杂性压缩为其基本单元，这些单元可以被控制并用于揭示驱动多细胞流的基本原理，”Serra说道