L’accoppiamento flusso-onda sincronizza le oscillazioni nella materia attiva in crescita

Sincronizzazione di oscillazioni nella materia attiva in crescita

Un recente studio pubblicato su arXiv (2601.05907v1) rivela un meccanismo fondamentale per la coordinazione di segnali biochimici oscillatori e forze meccaniche durante lo sviluppo biologico. La ricerca, condotta su estratti citoplasmatici di Xenopus Laevis e supportata da un modello basato su particelle, dimostra come l’accoppiamento tra flusso e onde possa sincronizzare le oscillazioni nella materia attiva in crescita.

I ricercatori hanno osservato che, in embrioni sinciziali e estratti cellulari, le onde mitotiche si propagano su scale millimetriche generando simultaneamente flussi citoplasmatici. Questo suggerisce un’interazione bidirezionale tra oscillatori chimici e meccanica. Il modello proposto rivela un feedback meccanico-chimico che stabilizza la propagazione delle onde di fase.

A differenza di modelli precedenti, il nuovo studio introduce un ciclo di dimensioni asimmetrico, caratterizzato da una crescita lenta e un restringimento rapido. Questo, combinato con interazioni meccaniche dipendenti dalla dimensione, genera uno spostamento netto delle particelle e flussi allineati con la direzione dell’onda, innescando una transizione di sincronizzazione. I risultati dimostrano che le forze meccaniche mantengono attivamente la coerenza delle onde biochimiche, offrendo un meccanismo generale per l’ordine a lungo raggio nella materia attiva oscillante. Questo studio apre nuove prospettive sulla comprensione dei processi di sviluppo biologico e potrebbe avere implicazioni significative in diversi campi scientifici.


Paper: ArXiv.org