“Foi incrível como os dados experimentais e a simulação numérica combinaram”, disse Eckert. Na verdade, correspondia tão bem que a primeira resposta de Carenza foi que devia estar errado. A equipe, brincando, temia que um revisor pudesse pensar que eles haviam trapaceado. “Foi realmente lindo”, disse Carenza.
As observações respondem a uma “pergunta de longa data sobre o tipo de ordem presente nos tecidos”, disse Josué Shaevitz, um físico da Universidade de Princeton que revisou o artigo (e não achou que eles tivessem trapaceado). A ciência muitas vezes “fica obscura”, disse ele, quando os dados apontam para verdades aparentemente conflitantes – neste caso, as simetrias aninhadas. “Aí alguém aponta ou mostra que, bom, essas coisas não são tão distintas. Ambos estão certos.
Forma, Força e Função
Definir com precisão a simetria de um cristal líquido não é apenas um exercício matemático. Dependendo de sua simetria, o tensor de tensão de um cristal – uma matriz que captura como um material se deforma sob tensão – parece diferente. Este tensor é o elo matemático com as equações de dinâmica de fluidos que Giomi queria usar para conectar forças físicas e funções biológicas.
Aplicar a física dos cristais líquidos aos tecidos é uma nova maneira de compreender o mundo confuso e complicado da biologia, disse Hirst.
As implicações precisas da transferência da ordem hexática para a nemática ainda não estão claras, mas a equipe suspeita que as células possam exercer um certo grau de controle sobre essa transição. Há até evidência que o surgimento da ordem nemática tem algo a ver com a adesão celular, disseram eles. Descobrir como e por que os tecidos manifestam essas duas simetrias entrelaçadas é um projeto para o futuro – embora Giomi já esteja trabalhando no uso dos resultados para entender como as células cancerígenas fluem pelo corpo quando metastatizam. E Shaevitz observou que a cristalinidade líquida multiescala de um tecido poderia estar relacionada à embriogênese – o processo pelo qual os embriões se moldam em organismos.
Se há uma ideia central na biofísica dos tecidos, disse Giomi, é que a estrutura dá origem a forças e as forças dão origem a funções. Em outras palavras, o controle da simetria multiescala pode fazer parte de como os tecidos somam mais do que a soma de suas células.
Existe “um triângulo de forma, força e função”, disse Giomi. “As células usam sua forma para regular forças e estas, por sua vez, servem como motor de funcionamento da funcionalidade mecânica.”
História original reimpresso com permissão de Revista Quanta, uma publicação editorialmente independente do Fundação Simons cuja missão é melhorar a compreensão pública da ciência, cobrindo desenvolvimentos e tendências de pesquisa em matemática e ciências físicas e biológicas.
