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科學家發現了一種全新的形狀,它一直隱藏在你的皮膚細胞里

科學家發表在《自然通訊》雜誌上的一項研究表明,科學家們已經發現了一種三維形狀,此前在幾何學中尚未被定義過形狀——「scutoid」,這對於幾何學來說是全新的。

一個國際研究小組證明,上皮細胞——覆蓋許多器官表面的生物體的「構造塊」,如皮膚 - 採取先前未描述的形狀,使它們能夠緊密地堆積在一起並形成複雜的、彎曲的結構。

塞維利亞西班牙大學的生物學家、該研究的作者路易斯馬·埃斯庫德羅(Luisma Escudero)在一份聲明中說:「這些細胞就像Tente或Lego(壘高拼裝玩具)的碎片一樣。」他說:「上皮形成具有多種功能的結構,如形成抵抗感染或吸收營養的屏障,」他說。「通過這種方式,在胚胎髮育過程中,它從僅由少數細胞形成的簡單結構變為具有非常複雜器官的動物。」

在生物體生長期間,上皮細胞開始連接並鎖定在一起。以前,科學家將這些細胞表示為稜柱形或類似截稜錐。然而,由於難以對微小結構進行成像,因此沒有找到直接證據。利哈伊大學生物工程系教授哈維爾·布塞塔(Javier Buceta)告訴新聞周刊說:「關於上皮細胞的研究主要集中在這些細胞的一側表面,部分原因是由於技術限制,並推斷該表面作為其三維結構的代表」。

因此,為了闡明這些細胞如何鎖定在一起,研究人員創建了彎曲組織的計算機模擬。他們發現,在真正的上皮細胞中重建某些模式的唯一方法是讓他們採用scutoid形狀 - 這可以被描述為「扭曲的稜鏡」,研究人員說。

科學家在果蠅、斑馬魚和哺乳動物組織的上皮細胞中找到scutoids。研究結果表明,scutoid是自然界創造穩定彎曲組織的首選解決方案。「形狀出人意料!」 布塞塔說。「然後我們發現這種形狀在數學上甚至沒有名字。」

該研究可能涉及從數學到生物醫學等各個領域。具體而言,它可以幫助科學家更好地了解器官在其發育過程中是如何形成的,從而在這個過程被破壞時如何形成某些疾病。


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