Active Perception during Angiogenesis: Filopodia speed up Notch selection of tip cells in silico and in vivo
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Le résumé fourni par la source
Abstract How do cells make efficient collective decisions during tissue morphogenesis? Humans and other organisms utilize feedback between movement and sensing known as ‘sensorimotor coordination’ or ‘active perception’ to inform behaviour, but active perception has not before been investigated at a cellular level within organs. Here we provide the first proof of concept in silico/in vivo study demonstrating that filopodia (actin-rich, dynamic, finger like cell-membrane protrusions) play an unexpected role in speeding up collective endothelial decisions during the time-constrained process of ‘tip cell’ selection during blood vessel formation (angiogenesis). We first validate simulation predictions in vivo with live imaging of zebrafish intersegmental vessel growth. Further simulation studies then indicate the effect is due to the coupled positive feedback between movement and sensing on filopodia conferring a bistable switch-like property to Notch lateral inhibition, ensuring tip selection is a rapid and robust process. We then employ measures from computational neuroscience to assess whether filopodia function as a primitive (‘basal’) form of active perception and find evidence in support. By viewing cell behaviour in tissues through the ‘basal cognitive lens’ we acquire a fresh perspective on not only the well-studied tip cell selection process, revealing a hidden, yet vital, time-keeping role for filopodia, but on how to interpret and understand cell behaviour in general, opening up a myriad of new and exciting research directions.
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Le contrôle bibliographique ouvert
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- Titre Crossref
- Active Perception during Angiogenesis: Filopodia speed up Notch selection of tip cells <i>in silico</i> and <i>in vivo</i>
- Date Crossref
- 23/08/2020
- Éditeur
- openRxiv
- Type
- posted-content
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Où se fait cette recherche
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King's College London Department of Informatics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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The Francis Crick Institute pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of Manchester Division of Developmental Biology and Medicine pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Beth Israel Deaconess Medical Center Center for Vascular Biology Research pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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Harvard University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Idaho Virtual Technology and Design pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Center for Vascular Biology Research pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Virtual Technology (United States) pays non établi dans la noticeEntreprise
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College of Wooster Department of Biology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Cellular Adaptive Behaviour Lab pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Department of Informatics — King's College London, The Francis Crick Institute et Division of Developmental Biology and Medicine — University of Manchester, avec 7 autres affiliations.
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