https://frosthead.com

Vi presenterer Scutoid, Geometry's Newest Shape

De fleste av oss trenger bare å mestre de klassiske formene som sirkler, firkanter, trekanter og en håndfull polygoner for å komme sammen i denne verden. Men det er ikke alt som er der ute - det er mange titalls funky former som forskere, ingeniører og biologer har klassifisert, inkludert ting som hemihelix, oppdaget i 2014, som ligner en knekt Slinky. Nå har biologer funnet en annen ny form, kalt scutoid. Det finnes sannsynligvis i armhulene dine, opp på nesen og over hele ansiktet, da det er en form hudcellene dine tar mens de bøyer seg.

Bruce Y. Lee på Forbes rapporterer at den nye formen, beskrevet i en artikkel i tidsskriftet Nature Communications, er med på å løse et langvarig forhold rundt menneskets hud. Millioner på millioner av epitelceller pakkes sammen for å skape menneskelig hud, noe som er ganske bra til å være luft- og vanntett. På en helt flat overflate kan søyler, prisme eller kubeformede celler klemmes tett nok sammen for å skape en så sterk barriere. Men menneskekroppen har få, om noen helt flate overflater (unnskyldning til Channing Tatums abs), noe som betyr at terninger og søyler ikke fungerer. Og epitelceller trenger å gjøre noen ganske ekstreme bøyninger og bøyninger under embryonal utvikling.

For å løse mysteriet samarbeidet forskere i USA og Europa om en datamodell ved hjelp av en prosess som ble kalt Voronoi diagrammer for å finne ut hvordan epitelceller er pakket sammen. I følge en pressemelding var den beste løsningen en helt ny form som teamet kalte en scutoid, siden den ligner en ovenfra og ned-visning av en billeens skutellum, en del av skallet. Formen ser ut som et langt femsidig prisme med et diagonalt ansikt skåret av den ene enden, og gir den enden seks sider. Det gjør det mulig å pakke scutoider sammen med vekslende fem-sidige og seks-sidige ender som utgjør overflaten, slik at formene kan lage buede overflater uten å trekke fra hverandre. Ikke bekymre deg hvis det er vanskelig å se for seg - teamet hadde problemer med å forstå det også, før en av forskerne og datteren hans modellerte det ved hjelp av leire.

"Under [datamaskin] modelleringsprosessen var resultatene vi så rare, " sier medforfatter Javier Buceta ved Lehigh University i utgivelsen. "Modellen vår spådde at når vevets krumning øker, ikke kolonner og flaskeformer var de eneste formene som celler [...] utviklet. Til vår overraskelse hadde ikke den ekstra formen et navn i matte! Man har normalt ikke muligheten til å navngi en ny form. ”

Jessica Boddy på Gizmodo rapporterer at teamet da fant scutoidlignende former i epitelet til sebrafisk og spyttkjertlene til fruktfluer. Selv om Sesame Street sannsynligvis ikke vil synge noe om skutoidene snart, kan formen ha viktige bruksområder innen medisin. "Hvis du for eksempel ønsker å dyrke kunstige organer, kan denne oppdagelsen hjelpe deg med å bygge et stillas for å oppmuntre til denne typen cellepakking, og nøyaktig etterligne naturens måte å effektivt utvikle vev på, " sier Buceta i utgivelsen.

"Vi tror at dette er et stort gjennombrudd på mange måter, " forteller medforfatter Luis Escudero ved University of Seville til Boddy. "Vi er overbevist om at det er flere implikasjoner vi prøver å forstå når vi snakker."

Vi presenterer Scutoid, Geometry's Newest Shape