Lisa Manning描述了细胞如何运动的物理学

具体来说，细胞可以经历一种干扰跃迁，一种物理角色变化，这种变化以前只在泡沫、沙子和其他非生命物质中发生。这是物理学家莉萨·曼宁展示细胞之间物理联系的方式之一——无论好坏。

现年38岁的曼宁描述了细胞之间相互施加的机械力。她的方法使人们对一系列涉及细胞运动的生物过程有了新的认识，包括胚胎发育、伤口愈合，甚至哮喘和癌症。

加州大学圣巴巴拉分校的物理学家吉恩·卡尔森是曼宁的研究生导师，他说:“细胞层面的力量对组织的特性很重要。”“在这方面，丽莎是一个真正的领导者。”

曼宁高中时第一次将物理和生物结合在一起。她在肯塔基州帕克希尔斯的物理老师鼓励了她。她说:“这是一种生物化学燃料电池，可以从微生物群落中产生能量。曼宁创建了一个数学模型，以找出最佳的地点:适量的糖，以保证微生物的生存和系统的正常运行。

“那种被发现的感觉令人难以置信地上瘾，”曼宁说。她还意识到她可以用一个相当简单的数学模型来描述一个复杂系统的重要方面。“这就是我今天的工作，”她说。这些益处不仅仅是鼓舞人心的;她的努力在1998年英特尔国际科学与工程博览会(Intel International Science and engineering Fair)中获得了工程学类第一名。

后来，作为一名物理学研究生，曼宁研究了颗粒材料的行为，即不同粒子的集合。颗粒状物质可以像液体一样流动，也可以像固体一样挤在一起。例如，沙子密密麻麻地堆在一起时就像固体一样，但当沙子被释放后，它就会像液体一样倒出来。

卡尔森课题组的其他学生正在把物理学和生物学结合起来，在参加了一个关于胚胎发育的会议后，曼宁认为颗粒材料的物理学也可以应用于生物系统。她已经证明了早期的直觉是正确的。

例如，曼宁开发了一个模拟程序，显示生物材料确实会堵塞。康奈尔大学的物理学家James Sethna说:“Lisa因为这幅画而受到好评。”她的工作“清楚地表明[细胞]行为与这种干扰转变有多接近”。

曼宁发现，细胞向拥挤状态的转变取决于细胞形状，而细胞形状受粘性和硬度的控制。细胞表面有蛋白质附着在附近的细胞上，并有一种内部骨架使其变硬。

她预测了一个违反直觉的概念:当细胞更圆，彼此间的粘附更少，它们就会堵塞，变得更像固体。当细胞被拉长并彼此粘附得更紧密时，它们就能释放并流动。

在哈佛大学公共卫生学院的气道上皮细胞生物学家Jin-Ah Park和她的同事们的合作下，曼宁发现了这个理论——即粘稠的、细长的细胞流动——在现实生活中是正确的，也是哮喘的一个潜在问题。正常情况下，在实验室中生长的健康气道上皮细胞被堵塞。“它们看起来像鹅卵石，”帕克说。