Исследователи из Сорбоннского университета и Национального центра научных исследований Франции (CNRS) разработали новую физическую модель, доказывающую, что живые клетки обладают своеобразной памятью. В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, авторы показали, как клетки запоминают прошлые взаимодействия с окружающей средой и используют этот опыт для адаптации своей траектории.
Долгое время биофизики описывали перемещение клеток как лишенный памяти случайный процесс, при котором они реагируют лишь на сиюминутные изменения. Новая модель учитывает сложное внутреннее состояние клетки, которое меняется под воздействием внешних механических стимулов. Выяснилось, что клетка способна накапливать информацию о препятствиях и рельефе, автоматически корректируя свою полярность и скорость в зависимости от полученного опыта.
Благодаря такой памяти у клеток возникают совершенно новые сценарии поведения. Моделирование показало, что в сложных ландшафтах клетки могут намеренно скапливаться в благоприятных зонах или избегать труднопроходимых участков. Эффект памяти также предотвращает их хаотичное слипание в плотных колониях и усиливает способность к «заклиниванию» — полной остановке при критической плотности.
Специалисты могут применять изученный подход не только в биологии, но и при создании синтетических коллоидных частиц и роев роботов. Понимание механизмов памяти поможет точнее прогнозировать рост тканей и распространение метастаз, а также проектировать умные микроустройства, способные адаптироваться к сложным условиям.
Ранее ученые впервые увидели процесс поиска друг друга отцовскими и материнскими хромосомами.