细菌趋化传感器动态范围和信道容量的显著选择压力

Ziyi Cui; Sarah Marzen

细菌趋化传感器动态范围和信道容量的显著选择压力

定量方法 2026-02-24 v3

作者: Ziyi Cui , Sarah Marzen

摘要

细菌趋化感知将噪声化学信号转化为奔跑和转向。我们使用异构的Monod-Wyman-Changeux（MWC）模型对混合Tar/Tsr趋化受体簇在单个大肠杆菌细胞中的静态感知极限进行分析。通过扫描七维参数空间，我们计算了三个感知绩效指标——信道容量、动态范围和有效Hill系数。在E. coli样参数范围内，我们一致观察到信道容量和相关动态范围都存在显著的全局最大值，而有效Hill系数没有出现类似的优化。实现输入分布是双峰的，这意味着单个细胞通过同时采样低和高浓度 regime 来最大化信息。总体而言，这些结果表明，在单个细胞水平上，信道容量和动态范围可能在E. coli受体簇中受到选择。

关键词

趋化信道容量动态范围 MWC模型细菌传感器信息论受体簇大肠杆菌

引用

@article{arxiv.2601.02446,
  title  = {Apparent Selection Pressure for Dynamic Range and Channel Capacity in Bacterial Chemotactic Sensors},
  author = {Ziyi Cui and Sarah Marzen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.02446},
  year   = {2026}
}

备注

10 pages, 7 figures, 4 tables

细菌趋化传感器动态范围和信道容量的显著选择压力

摘要

关键词

引用

备注

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