随机性下的生物计时
分子网络
2017-03-30 v1 软凝聚态物质
统计力学
细胞行为
定量方法
摘要
细胞周期中关键事件的因果顺序对生物体的正常功能至关重要。然而，尽管支配细胞事件时序的生化动力学中存在不可避免的随机性，特定的事件时间程序如何得以维持仍是一个谜。我们提出，如果细胞命运的改变是由底层随机生化信号的时间积分而非原始信号触发，那么时间特异性将得到显著改善。针对生物计时的两个重要范式——沙漏计时器和摆钟的随机模型，我们给出了精确解析结果，阐明了时间积分如何实现时间特异性。在此过程中，我们引入了随机过程时间积分的一种自然表示，提供了评估相应首次通过时间分布的分析方法，并揭示了一群相同细胞如何根据动力学中时间尺度的层级结构自发分叉为早响应和晚响应亚群的机制。此外，我们的方法揭示了随机信号的时间积分如何通过简单的化学反应方案在生化上实现。
引用
@article{arxiv.1703.10058,
title = {Biological timekeeping in the presence of stochasticity},
author = {Farshid Jafarpour and Michael Vennettilli and Srividya Iyer-Biswas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.10058},
year = {2017}
}