生物网络中稳健高效全局振荡的拓扑机制
生物物理
2024-08-02 v4 统计力学
摘要
在复杂生化网络中常观测到长而稳定的时间尺度，例如涌现振荡。鉴于底层组分所表现的众多随机反应与更短时间尺度，这些稳健动力学如何持续仍不清楚。我们提出一个拓扑模型，该模型在网络边界附近产生长振荡，以稳健方式将系统动力学约化为低维电流。以此对调控蓝细菌昼夜节律的 KaiC 建模，我们将振荡的相干性与其它 KaiC 模型比较。我们的拓扑模型将电流定位于系统边缘，具有同时提高精度并降低成本的高效机制。进一步，我们从谱隙分析引入一个新的相干性预测子，并表明我们的模型饱和了一个全局热力学界。我们的工作为复杂生物网络中稳健涌现振荡提供了一种新机制与简洁描述。
引用
@article{arxiv.2302.11503,
title = {A topological mechanism for robust and efficient global oscillations in biological networks},
author = {Chongbin Zheng and Evelyn Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.11503},
year = {2024}
}