Quantification and modeling of the emergence of tissue-level mechanics from individual cell heterogeneity
对个体细胞异质性组织水平力学的出现进行量化和建模
基本信息
- 批准号:9135441
- 负责人:
- 金额:$ 39.33万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2014
- 资助国家:美国
- 起止时间:2014-09-30 至 2017-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:4D ImagingAdhesionsAdhesivesAutomobile DrivingAwardBehaviorBiologicalBiological AssayCadherinsCalibrationCell AdhesionCell CommunicationCell DensityCell VolumesCell modelCellsCharacteristicsCodeCollecting CellCollectionComplementComplexComputer AnalysisComputer AssistedComputer SimulationDataData AnalysesData SetDefectDevelopmentEmbryoEmbryonic OrganizersEnsureEvolutionExhibitsFibronectin ReceptorsGeneticGrowthHealthHeterogeneityHomeobox GenesImageImage AnalysisIndividualLabelLasersLengthLifeLiquid substanceMaintenanceMapsMeasurementMechanicsMethodologyMethodsMicroscopeMicroscopyModelingMolecularMonitorMorphogenesisMorphologyMotionMusculoskeletalNoiseParaxial MesodermPhenotypePhysicsPopulationPositioning AttributeProcessPropertyProteinsPublishingRegulationResearchResolutionRoleSeriesSignal TransductionSystemSystems AnalysisTailTimeTissuesTravelVertebral columnZebrafishanalytical toolbasecell behaviorcell motilitycell typecellular imagingcomputer frameworkcomputerized toolsdensitydesigngenetic manipulationin vivointerdisciplinary approachknock-downmutantresearch studyscoliosistwo-photon
项目摘要
DESCRIPTION: The proposed research pioneers the study of the dynamic interrelationship between in vivo heterogeneous individual cell behavior and systems-level tissue properties. The project employs multiplex in vivo single cell imaging and computational analyses of tailbud cell motion to elucidate the mechanical basis of both normal vertebrate body elongation and structural musculoskeletal defects such as scoliosis. A central hypothesis of this proposal is that
key systems properties of developing tissues, such as the correlation length of cell motion and cell packing, are under genetic regulation to enable robust control of symmetry maintenance and symmetry breaking. To uncover the general design principles of such regulation, the team will combine zebrafish genetics and live imaging with single cell resolution with analytical and computational tools from fluid mechanics and soft matter physics. Using this interdisciplinary approach, the team will create a 4D computational model (3D with time evolution) of the extending zebrafish tailbud incorporating cell-cell interactions, cell motion, cell packing and dynamic tissue boundaries. By comparing and contrasting the wild-type cell flow and contorted phenotypes, the team will produce a better understanding of the physical parameters that must be genetically regulated for linear body elongation. In other words, the experimental and computational systems analysis of cell motion will integrate genetics and multi-scale mechanics (i.e. molecular, cell and tissue level) into a unified ontogeny of abnormal curvatures of the spina column.
描述:所提出的研究开创了体内异质个体细胞行为与系统级组织特性之间动态相互关系的研究,该项目采用多重体内单细胞成像和尾芽细胞运动的计算分析来阐明两种正常的机械基础。脊椎动物身体伸长和结构性肌肉骨骼缺陷,例如脊柱侧凸,该提案的一个中心假设是
组织的关键系统特性,例如细胞运动和细胞堆积的相关长度,都受到基因调控,以实现对对称性维持和对称性破坏的稳健控制。为了揭示这种调控的一般设计原理,该团队将结合斑马鱼的发育遗传学。利用流体力学和软物质物理学的分析和计算工具进行单细胞分辨率的实时成像,该团队将利用这种跨学科方法,创建一个结合细胞与细胞相互作用的斑马鱼尾芽的 4D 计算模型(随时间演化的 3D)。细胞运动,通过比较和对比野生型细胞流和扭曲的表型,研究小组将更好地理解线性身体伸长必须受到基因调控的物理参数,即实验和计算。细胞运动的系统分析将把遗传学和多尺度力学(即分子、细胞和组织水平)整合到脊柱异常弯曲的统一个体发育中。
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
SCOTT A HOLLEY其他文献
SCOTT A HOLLEY的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('SCOTT A HOLLEY', 18)}}的其他基金
The systems developmental biology of zebrafish body elongation
斑马鱼身体伸长的系统发育生物学
- 批准号:
10806332 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 39.33万 - 项目类别:
The systems developmental biology of zebrafish body elongation
斑马鱼身体伸长的系统发育生物学
- 批准号:
10552318 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 39.33万 - 项目类别:
The Molecular Biophysics and Tissue Biomechanics of Somite Morphogenesis
体节形态发生的分子生物物理学和组织生物力学
- 批准号:
9896870 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 39.33万 - 项目类别:
The cross-scale biomechanics of tissue morphogenesis
组织形态发生的跨尺度生物力学
- 批准号:
9363434 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 39.33万 - 项目类别:
The cross-scale biomechanics of tissue morphogenesis
组织形态发生的跨尺度生物力学
- 批准号:
9557529 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 39.33万 - 项目类别:
Quantification of the mechanics of vertebrate body elongation
脊椎动物身体伸长力学的量化
- 批准号:
8837030 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 39.33万 - 项目类别:
Quantification of the mechanics of vertebrate body elongation
脊椎动物身体伸长力学的量化
- 批准号:
8695630 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 39.33万 - 项目类别:
Quantification of the mechanics of vertebrate body elongation
脊椎动物身体伸长力学的量化
- 批准号:
9043110 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 39.33万 - 项目类别:
Quantification and modeling of the emergence of tissue-level mechanics from individual cell heterogeneity
对个体细胞异质性组织水平力学的出现进行量化和建模
- 批准号:
8934125 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 39.33万 - 项目类别:
Mapping network connectivity within zebrafish segmentation clock and wavefront
映射斑马鱼分段时钟和波前的网络连接
- 批准号:
8636711 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 39.33万 - 项目类别:
相似国自然基金
人胎盘水凝胶类器官贴片重建子宫内膜对重度宫腔粘连的作用及机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:
促细胞外囊泡分泌的绒毛膜纳米纤维仿生培养体系的构建及其在宫腔粘连修复中的应用研究
- 批准号:32301204
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
负载羟基喜树碱的双层静电纺纳米纤维膜抑制肌腱粘连组织增生的作用和相关机制研究
- 批准号:82302691
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
ROS清除型动态粘附水凝胶的制备及其在声带粘连防治中的作用与机制研究
- 批准号:82301292
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于“胞宫藏泻”理论探讨补肾养营活血方和HuMSCs调节ERS介导的细胞焦亡重塑粘连宫腔内膜容受态的研究
- 批准号:82305302
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Localized mitochondrial metabolic activity in Xenopus mesendoderm cells undergoing collective cell migration
爪蟾中内胚层细胞集体细胞迁移的局部线粒体代谢活性
- 批准号:
10751722 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 39.33万 - 项目类别:
Translational Multimodal Strategy for Peri-Implant Disease Prevention
种植体周围疾病预防的转化多模式策略
- 批准号:
10736860 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 39.33万 - 项目类别:
Molecular engineering of HA-based lubricants for articular cartilage
用于关节软骨的 HA 基润滑剂的分子工程
- 批准号:
10712721 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 39.33万 - 项目类别:
Mechanisms underlying a decline in neural stem cell migration during aging
衰老过程中神经干细胞迁移下降的机制
- 批准号:
10750482 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 39.33万 - 项目类别:
Red blood cell ATP export and transfusion in sepsis
脓毒症中红细胞 ATP 输出和输血
- 批准号:
10584768 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 39.33万 - 项目类别: