细菌对双刺激趋化的数学描述
定量方法
2021-06-10 v2 偏微分方程分析
细胞行为
摘要
细菌在复杂环境中常暴露于多种刺激下,其高效的趋化决策对在原环境中的生存与生长至关重要。细菌对环境刺激的响应依赖于其相应趋化受体的比例。通过纳入单个细胞的信号机制,我们分析了受两个刺激(主要为丝氨酸和甲基天冬氨酸(MeAsp))作用的大肠杆菌群体在一维和二维环境中的集体运动,这受 Y. Kalinin 等人, J. Bacteriol. 192(7):1796-1800, 2010 实验结果的启发。在适当条件下,我们表明若单个细胞主要趋化受体 Tar/Tsr 的比例小于特定阈值,细菌向丝氨酸梯度移动;若比例大于该阈值,细菌群体向 MeAsp 梯度移动。最后,我们用蒙特卡洛基于智能体的模拟检验该理论,并验证我们的结果在定性上与 Y. Kalinin 等人(2010)的实验结果吻合良好。
引用
@article{arxiv.2006.00688,
title = {A Mathematical Description of Bacterial Chemotaxis in Response to Two Stimuli},
author = {Jeungeun Park and Zahra Aminzare},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.00688},
year = {2021}
}