Over Ons
Onderzoeksgroepen
Vrienden
Terug naar onderzoeksgroepen
De Li groep onderzoekt hoe cellen veranderingen in de tijd en mechanische krachten gebruiken om tijdens de ontwikkeling de geometrie van weefsels waar te nemen en vorm te geven.
Een embryo begint als een verzameling identieke cellen zonder onderscheidende kenmerken en groeit uit tot een organisme met een complexe driedimensionale structuur. Om deze structuur op te bouwen moeten cellen niet alleen weten welke identiteit ze hebben, maar ook begrijpen waar ze zich in de ruimtelijke context bevinden: wanneer ze moeten delen, krommen of stoppen met groeien. Wij bestuderen dit vraagstuk met behulp van methoden uit de statistische natuurkunde van systemen die niet in evenwicht zijn. Daarbij beschouwen we ontwikkelende weefsels als actieve systemen, waarvan het macroscopische gedrag voortkomt uit lokale, tijdsafhankelijke regels. Ons onderzoek richt zich op drie samenhangende thema’s: de fysica van biologische oscillaties, de geometrie van organoïdmorfogenese en de actieve mechanica van het cytoskelet. Gezamenlijk stellen deze onderzoekslijnen de vraag hoe cellen vorm waarnemen, voortbrengen en erop reageren.
Biologische oscillaties, zoals segmentatieklokken, calciumgolven en celcycli, vormen een bijzondere en nog grotendeels onontgonnen categorie van niet-evenwichtsverschijnselen: in tegenstelling tot fysische golven dragen ze zelf geen energie, maar worden ze voortdurend aangedreven door lokale energietoevoer. Wij onderzoeken wat hun collectieve gedrag op weefselniveau bepaalt. Delen biologische oscillatoren universele dynamische eigenschappen die niet afhankelijk zijn van de microscopische details van afzonderlijke biologische systemen? En hoe worden deze eigenschappen beïnvloed door geometrie van het weefsel en de verschillen tussen individuele cellen? Maken bijvoorbeeld fasegolven in de segmentatieklok tijdens de somitogenese de segmentatie van segmieten robuuster? En maken variaties in de mechanische eigenschappen van het hartweefsel de kans op hartritmestoornissen waarschijnlijker? We benaderen deze vragen op twee manieren. Ten eerste gebruiken we generieke, minimale theoretische modellen om de universele kenmerken van gekoppelde oscillerende systemen te onderzoeken, onafhankelijk van microscopische details. Ten tweede ontwikkelen we systeemspecifieke modellen die zijn geïnspireerd op microscopisch onderbouwde mechanismen en die de kloof tussen theorie en experimenten overbruggen.
We gebruiken darmorganoïden als modelsysteem om te onderzoeken hoe een weefsel als collectief zijn eigen driedimensionale vorm opbouwt. We ontwikkelen computationele methoden, gebaseerd op sferisch-harmonische decompositie en kromming op basis van de heat-kernel, om de geometrie van organoïden systematisch te kwantificeren in grote datasets met meerdere gelijktijdige metingen. Daarnaast brengen we in kaart hoe de vorm in de tijd samenhangt met de identiteit van cellen. Deze datagestuurde analyse, zonder vooropgelegde aannames, heeft al verrassende resultaten opgeleverd: de vorming van crypten volgt niet één enkel deterministisch traject, maar kan via meerdere complementaire routes verlopen. We zullen deze aanpak combineren met mechanistische modellering van signaaldynamiek en celbestemmingsbeslissingen op gekromde, groeiende oppervlakken. Daarmee willen we begrijpen hoe een weefsel zijn lokale geometrie waarneemt en hoe deze geometrische informatie via terugkoppeling richting geeft aan beslissingen over celbestemming.
Weefsels worden gevormd door de krachten die cellen via hun cytoskelet genereren. Het cytoskelet is een netwerk van filamenten en motoreiwitten en vormt zelf een treffend voorbeeld van actieve materie is een systeem dat ver buiten het thermisch evenwicht functioneert. We gebruiken mesoscopische theorieën van actieve materie om te begrijpen hoe zelforganisatie van het cytoskelet leidt tot samenhangend mechanisch gedrag. Dit varieert van de actinestromen die de deling van grote embryonale cellen vergemakkelijken, tot de elasticiteit die ontstaat in assemblages van actieve filamenten en colloïden.
Nikhil Mishra, Yuting I. Li, Edouard Hannezo, Carl-Philipp Heisenberg
Download|2026
Xin Tong*, Yuting I. Li*, […], Edouard Hannezo, Carl-Philipp Heisenberg
Download|2024
preprint
Toshiyuki Sato, Yuting I. Li, […], Benjamin D. Simons, Shosei Yoshida
Quentin Martinet*, Yuting I. Li*, […] Edouard Hannezo, Jérémie Palacci
Marek J. van Oostrom, Yuting I. Li, […], Benjamin D. Simons, Katharina F. Sonnen
Download|2025
Yuting I. Li, […], Michael E. Cates, R. Adhikari, Robert L. Jack
Download|2021
Yuting I. Li, Michael E Cates
2021
Yuting I. Li, Michael E. Cates
2020
Yuting Irene Li (die Irene wordt genoemd) is vanaf september 2026 groepsleider bij het Hubrecht Instituut. Ze is opgeleid als theoretisch natuurkundige en houdt zich bezig met het ontwikkelen van statistische theorieën voor systemen buiten thermodynamisch evenwicht, om ontwikkelingsprocessen te begrijpen. Tijdens haar promotieonderzoek bestudeerde ze de thermodynamica van actieve materie, waarbij ze zich richtte op systemen die fasescheiding vertonen, zoals biomoleculaire condensaten. Tijdens haar postdocs hield ze zich bezig met vraagstukken op het gebied van actieve assemblages, de embryonale ontwikkeling van zebravissen, somitogenese en darmorganoïden.
Wetenschappelijke opleiding en posities
Read less
Prijzen en beurzen
Contact
Group Leader
Show all group members
One PhD position and one postdoc position are available for people enthusiastic about theoretical biophysics in close collaboration with experiments. We also support applications to national and international programs. If you are interested in joining our group, please get in touch with me. All inquiries in English.
