细胞是专业的合作者和合作者。为了维持组织健康，细胞相互交谈，相互施加压力，并踢出对集体整体健康无益的细胞。当需要摆脱细胞时，集体会启动一个称为细胞挤压的过程。细胞被挤出的原因有很多——它们可能是癌变的，或者是衰老的，或者它们可能只是挤满了其他细胞。挤压是组织保持健康和完整性的必要过程。

生物学家长期以来一直在研究细胞挤压背后的生化线索和信号，但对所涉及的机械、物理力量知之甚少。

现在，受到称为液晶的物质相力学的启发，研究人员开发了第一个细胞层的三维模型以及它们的物理相互作用产生的挤压行为。从这个新模型中，该团队发现，一个细胞以特定的对称方式被其邻居挤压得越多，它就越有可能被挤出群体。

该模型和发现在eLife杂志上发表的一篇题​​为“细胞消除的机械基础和拓扑路径”的论文中进行了描述。这项工作是GuruswamiRavichandran实验室与航空航天与机械工程教授JohnE.Goode,Jr.之间的合作;JoséAndrade，GeorgeW.Housner土木与机械工程教授;和丹麦哥本哈根的尼尔斯玻尔研究所。

液晶是介于固体和液体之间的物质相。与固体一样，液晶物质可以抵抗变形，但与传统液体一样，构成该物质的分子可以四处流动。液晶的研究传统上属于凝聚态物理学领域，但在过去六年中，它已被用于描述活细胞的行为。

“这项研究最令人兴奋的部分是，我们只是触及了结合这些领域的表面，”加州理工学院前博士后学者、该研究的第一作者SiavashMonfared说。“生物学非常具有挑战性的是，生命系统是活跃的并且不平衡，而物理学和力学通常基于热力学平衡。活性物质的研究对于利用物理学和物理力来理解生物系统有很大的希望。”

在这项新工作中，该团队模拟了单层细胞，结合了液晶物理学原理。这些细胞被建模为活跃且可变形的球形液滴，以真实细胞形成组织的方式紧密堆积在一起，并置于基质之上。然后，研究人员能够调整称为粘附力的参数，该参数衡量细胞相互粘附或与基质粘附的强度，并观察挤压行为如何受到影响。

尽管液晶中的分子可以自由流动，但众所周知它们会显示出某些类型的对称性。其中之一称为六角对称，它是六重六角旋转对称。该模型表明，随着细胞粘附力的增加，集体可能会挤出任何破坏六角对称性的细胞。

“像挤压这样的行为来自集体相互作用——细胞相互推动、变形、旋转等等，”Monfared说，他现在是丹麦哥本哈根尼尔斯玻尔研究所的博士后学者。“最终目标是了解机械力如何与生化信号相互作用。机械信号和生化信号之间的双向通信是一个活跃而激烈的研究领域。”