Скутоид — это особый тип геометрического тела между двумя параллельными поверхностями. Граница каждой из поверхностей (и всех других параллельных поверхностей между ними) либо представляет собой многоугольник , либо напоминает многоугольник, но не обязательно плоская, а вершины двух концевых многоугольников соединены либо кривой, либо буквой Y. -образное соединение хотя бы на одном из краев, но не обязательно на всех краях. Скутоиды имеют по крайней мере одну вершину между этими двумя плоскостями. Скутоиды не обязательно выпуклые, а боковые грани не обязательно плоские, поэтому несколько скутоидов могут собираться вместе, чтобы заполнить все пространство между двумя параллельными поверхностями. В более общем смысле их можно описать как смесь усеченного конуса и призматоида . [1] [2]
Объект был впервые описан Гомесом-Гальвесом и др. в статье под названием «Скутоиды представляют собой геометрическое решение трехмерной упаковки эпителия» , опубликованной в июле 2018 года . [1] Официально название скутоид было придумано из-за его сходства с формой щитка и щитка у некоторых насекомых, таких как как жуки подсемейства Cetoniinae . [1] Неофициально Клара Грима заявила, что во время работы над проектом эту форму временно называли Эскутоидом в шутку в честь руководителя группы биологии Луиса М. Эскудеро. [3] [4] Поскольку его фамилия, «Эскудеро», означает «оруженосец» (от латинского scutarius = щитоносец), временное имя было немного изменено и стало «скутоидным».
Форма, какой бы странной она ни была, является строительным блоком многоклеточных организмов; Без этого сложная жизнь могла бы никогда не возникнуть на Земле.
- Алан Бердик, Мы все скутоиды: объяснение совершенно новой формы [2]
Эпителиальные клетки при определенных обстоятельствах принимают «щитовидную форму». [1] В эпителии клетки могут образовывать скутоиды в 3D-упаковке, способствуя искривлению тканей. Это имеет основополагающее значение для формирования органов во время развития. [1] [5] [6]
«Скутоид — это призматоид , к которому добавлена одна дополнительная вершина среднего уровня. Эта дополнительная вершина заставляет некоторые « грани » полученного объекта искривляться. Это означает, что скутоиды не являются многогранниками , поскольку не все их грани плоские . ... Для компьютерных биологов, создавших/открывших скутоид, ключевым свойством формы является то, что он может комбинироваться с самим собой и другими геометрическими объектами, такими как усеченные конусы, для создания трехмерных упаковок эпителиальных клеток».
- Лаура Таалман [7] [8]
Было обнаружено, что клетки развивающегося эпителия легких имеют более сложную форму, чем предполагает термин «скутоид», вдохновленный простым щитком жуков. [9] Когда «скутоиды» имеют несколько Y-образных соединений или вершин вдоль своей оси, их поэтому вместо этого называют «пунакоидами», [10] поскольку их форма больше напоминает Блинные скалы в Пунакаики , Новая Зеландия .
Скутоид объясняет, как эпителиальные клетки (клетки, которые выстилают и защищают такие органы, как кожа) эффективно упаковываются в трех измерениях. [1] По мере того, как эпителиальная ткань изгибается или растет, клетки должны принимать новую форму, чтобы собраться вместе, используя наименьшее количество энергии, и до открытия скутоида предполагалось, что эпителиальные клетки упаковываются в основном в усеченные конусы, а также в другие призматические формы. [3] Теперь, когда мы знаем, как упаковываются эпителиальные клетки, это открывает множество новых возможностей для создания искусственных органов . Скутоид можно применять для создания более совершенных искусственных органов, что позволит эффективно заменять органы, распознавать, правильно ли упаковываются клетки человека или нет, а также способы решения этой проблемы. [3]