在胚胎发育过程中，受精卵如何通过细胞的分裂分化实现复杂的多细胞时空分布，以构建具有完整功能性状的个体，是科学家们关心的问题。在这一领域中，Sulston等人发现秀丽隐杆线虫的胚胎发育具有非常独特的发育模式，即其细胞谱系在各样本间具有高度不变性，不仅如此，其细胞行为也相当保守。对于秀丽隐杆线虫如何实现这种高精度的发育模式，人们已经对相关的基因蛋白、信号通路等生化信息有所了解，但对物理因素如机械作用力等在其中扮演的角色还知之不多。实验室博士生田冰珲同学为了研究生物力学在发育过程中的作用以进一步理解秀丽隐杆线虫选择如此保守发育模式的必要性和重要性，对线虫早期胚胎4-24细胞阶段的发育过程进行了建模分析。研究团队通过构建一个简单的纯机械作用模型，对细胞的分裂顺序和分裂方向如何影响细胞的位置结构展开了详细的探究，发现在特定的物理约束和机械作用下，如无基因调控等生化作用的干涉，正确的分裂顺序和适当的分裂角度是实现特定细胞位置结构的重要因素。研究团队结合实验数据的统计分析、理论模型的仿真计算，为理解胚胎维持这种刻板发育模式的必要性和重要性提供一个力学视角的解释。相关文章发表在《Physical Biology》杂志上(https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1478-3975/ab6356)。田冰珲为该论文的第一作者，实验室2018级博士生关国业、香港浸会大学汤雷翰老师参与工作。
