De meesten van ons hoeven alleen de klassieke vormen zoals cirkels, vierkanten, driehoeken en een handvol polygonen onder de knie te krijgen om in deze wereld met elkaar overweg te kunnen. Maar dat is niet alles wat er is - er zijn tientallen funky vormen die wetenschappers, ingenieurs en biologen hebben geclassificeerd, waaronder dingen zoals de hemihelix, ontdekt in 2014, die lijkt op een geknikte Slinky. Nu hebben biologen een nieuwe vorm gevonden, de scutoïde genoemd. Het zit waarschijnlijk in je oksels, op je neus en over je hele gezicht, omdat het een vorm is die je huidcellen aannemen als ze buigen.
Bruce Y. Lee van Forbes meldt dat de nieuwe vorm, beschreven in een artikel in het tijdschrift Nature Communications, helpt bij het oplossen van een al lang bestaand raadsel over de menselijke huid. Miljoenen miljoenen epitheelcellen zijn samengepakt om een menselijke huid te creëren, die behoorlijk goed is in lucht- en waterdicht zijn. Op een volledig plat oppervlak kunnen kolommen, prisma's of kubusvormige cellen dicht genoeg bij elkaar worden geperst om zo'n sterke barrière te creëren. Maar het menselijk lichaam heeft weinig of geen volledig vlakke oppervlakken (excuses voor de buikspieren van Channing Tatum), wat betekent dat kubussen en kolommen niet werken. En epitheelcellen moeten ook behoorlijk extreme buigingen en krommingen uitvoeren tijdens de embryonale ontwikkeling.
Om het mysterie op te lossen, hebben onderzoekers in de VS en Europa samengewerkt aan een computermodel met behulp van een proces genaamd Voronoi-diagrammen om erachter te komen hoe epitheelcellen samen zijn verpakt. Volgens een persbericht was de beste oplossing een geheel nieuwe vorm die het team een scutoïde noemde, omdat het lijkt op een bovenaanzicht van het scutellum van een kever, een deel van de schaal. De vorm ziet eruit als een lang vijfzijdig prisma met een diagonaal gezicht dat aan één uiteinde is afgesneden, waardoor dat uiteinde zes kanten heeft. Dat maakt het mogelijk om scutoïden samen te voegen met afwisselend vijfzijdige en zeszijdige uiteinden die het oppervlak vormen, waardoor de vormen gebogen oppervlakken kunnen maken zonder uit elkaar te trekken. Maak je geen zorgen als het moeilijk voor te stellen is - het team had er ook moeite mee om het te begrijpen, totdat een van de wetenschappers en zijn dochter het met klei modelleerden.
"Tijdens het modelleren van de [computer] waren de resultaten die we zagen raar", zegt co-auteur Javier Buceta van Lehigh University in de release. “Ons model voorspelde dat naarmate de kromming van het weefsel toeneemt, kolommen en flesvormen niet de enige vormen waren die cellen [...] ontwikkelden. Tot onze verbazing had de extra vorm niet eens een naam in wiskunde! Normaal gesproken heb je niet de mogelijkheid om een nieuwe vorm te noemen. ”
Jessica Boddy bij Gizmodo meldt dat het team toen scutoïde-achtige vormen vond in het epitheel van zebravissen en de speekselklieren van fruitvliegen. Hoewel Sesamstraat waarschijnlijk niet snel een liedje over de scutoïde zal zingen, kan de vorm belangrijke toepassingen hebben in de geneeskunde. "Als je bijvoorbeeld kunstmatige organen wilt laten groeien, kan deze ontdekking je helpen een steiger te bouwen om dit soort celverpakking aan te moedigen, waardoor de manier van de natuur om weefsels efficiënt te ontwikkelen nauwkeurig wordt nagebootst, " zegt Buceta in de release.
"Wij geloven dat dit op veel manieren een grote doorbraak is", vertelt co-auteur Luis Escudero van de Universiteit van Sevilla aan Boddy. "We zijn ervan overtuigd dat er meer implicaties zijn die we proberen te begrijpen terwijl we spreken."
