一个由复制耦合振子生成的天然细胞网络模型
适应与自组织系统
2023-05-24 v1 动力系统
细胞行为
摘要
当一个创始细胞及其后代以不完全胞质分裂的方式分裂时，会形成一种网络，其中每个细胞间桥对应于一次过去的有丝分裂事件。以这种方式构建的网络是许多动物配子产生所必需的，而不同物种演化出了非常不同的最终网络拓扑。尽管在特定生物中已识别出调控网络组装的机制，我们仍缺乏一个定量框架来理解网络组装与物种间变异。受无脊椎动物中负责卵母细胞产生的细胞网络（其最终拓扑在每个物种内通常是不变的）的启发，我们设计了一个生成细胞网络的数学模型：每个节点是一个振子，经过一个完整周期后，该节点产生一个子节点并与之保持连接。这些节点上的细胞周期振荡是瞬态的，并经由网络边上的扩散而耦合。通过改变三个具有生物学动机的参数，我们的模型生成了目前报道的无脊椎动物中几乎所有的此类网络。此外，微小的参数变化可以解释物种内变异的情况。由于卵巢外的细胞网络通常以较不确定的方式形成，我们提出了模型的推广以解释不同来源的随机性。
引用
@article{arxiv.2305.14338,
title = {A model of replicating coupled oscillators generates naturally occurring cell networks},
author = {Matthew Smart and Stanislav Shvartsman and Hayden Nunley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.14338},
year = {2023}
}