黏弹性环境中的活性物质

真核细胞和细菌等活性物质系统持续将化学能转化为运动。因此生命系统对其所处的复杂环境施加活性应力。这种复杂性的一个反复出现的方面是生命系统周围介质的黏弹性：细菌分泌自身的黏弹性胞外基质，细胞在胶原的黏弹性网络中不断变形、增殖和自主推进。因此，理解活性物质如何改变黏弹性流体以及如何被其所改变势在必行。在此，我们提出一个活性向列相物质与被动黏弹性聚合物相动态相互作用的两相模型，并在二维中进行数值模拟以说明其适用性。受近期实验启发，我们首先研究细胞周围黏弹性介质对细胞分裂的抑制。我们进一步表明，模型角质形成细胞的自主推进被周围黏弹性流体的聚合物弛豫以非均匀方式改变，并发现增加聚合物黏度有效抑制细胞运动性。最后，我们通过模拟活性条纹在聚合物流体中的动力学，探究黏弹性介质对活性向列相普遍流体力学不稳定性的阻碍影响。本文提出的模型可为研究更复杂的动力学（如多细胞生长系统与黏弹性环境的相互作用）提供框架。