1. 열역학 및 자기 조직화 : 세포와 조직은 자유 에너지를 최소화하는 경향이있는 열역학적 시스템으로 볼 수 있습니다. 이 원리는 세포 분류 및 조직 형성과 같은 프로세스를 유발하며, 여기서 세포는 시스템의 전체 자유 에너지를 줄이는 방식으로 자신을 배열합니다.
2. 패턴 형성 및 대칭 파괴 : 세포는 배열에서 패턴과 대칭을 나타낼 수 있습니다. 이러한 패턴은 세포가 그들의 행동을 조정하고 특정 세포 유형으로 구별하는 물리적 상호 작용 및 신호 전달 메커니즘에서 발생합니다. 초기 대칭 상태가 비대칭 패턴을 일으키는 대칭 파괴는 조직 형태 형성 및 발달에 중요합니다.
3. 접착 및 차동 분류 : 세포는 다양한 접착 분자를 통해 서로와 세포 외 환경과 상호 작용합니다. 세포가 서로 다른 친화력을 갖는 차동 접착력, 세포 분류 및 별개의 세포 집단의 형성을 유도한다. 세포 간의 선택적 접착은 그들의 공간적 조직과 조직의 조립을 결정한다.
4. 접촉 억제 및 기계적 힘 : 접촉 억제는 세포가 다른 세포와 접촉 할 때 이동 및 분열을 멈추는 현상입니다. 세포 상호 작용 및 조직 성장에 의해 생성 된 기계적 힘과 결합 된이 행동은 세포 분류 및 조직 형태 형성에 영향을 미친다.
5. 화학 주성 및 그라디언트 : 세포는 환경의 화학적 구배에 반응하여 특정 신호 전달 분자를 향하거나 멀리 이동할 수 있습니다. 화학 주성은 세포 이동을 안내하는 데 중요한 역할을하며 개발 중에 조직화 된 구조의 형성을 수행합니다.
6. 반응 확산 시스템 및 튜링 패턴 : 화학 반응 및 확산 공정의 상호 작용을 포함하는 반응-확산 시스템은 복잡한 패턴을 생성 할 수있다. 수학자 Alan Turing의 이름을 따서 명명 된 튜링 패턴은 개발 중에 세포가 규칙적인 패턴을 형성하는 방법을 설명 할 수있는 특정 유형의 반응 확산 시스템입니다.
이러한 물리학 원리를 적용함으로써 과학자들은 세포 자체 분류 및 조직 형성의 기본 메커니즘을 이해하는 데 상당한 진전을 이루었습니다. 이러한 원칙에 기초한 수학적 모델링 및 계산 시뮬레이션은 또한 개발 중 셀룰러 시스템의 역학 및 자기 조직에 대한 통찰력을 제공했다.
