有丝分裂纺锤体中协同微管与着丝粒动力学的双稳态与振荡
亚细胞过程
2020-03-17 v1 生物物理
摘要
在有丝分裂中期,微管通过捕捉键附着于着丝粒,微管解聚力引发随机染色体振荡。我们研究由平行微管集合构成的纺锤体模型中的协同随机微管动力学,这些微管通过弹性连接子附着于一个着丝粒。我们纳入微管的动态不稳定性以及来自弹性连接子的微管与着丝粒上的力。对于一个外力作用于着丝粒的单侧模型,采用基于 Fokker-Planck 方程的平均场方法解析求解。该解建立了与随机模拟一致的微管集合的双稳态力-速度关系。我们推导了双稳态对连接子刚度与微管数量的约束。单侧纺锤体模型的双稳态力-速度关系在双侧模型中引发振荡,可解释中期的随机染色体振荡(方向不稳定性)。我们推导了中期染色体振荡对连接子刚度与微管数量的约束。将极向微管流纳入模型,我们可解释实验中观察到的高极向流速度细胞中染色体振荡受抑制的现象。在极向排斥力存在下染色体振荡持续,但幅度减小且姐妹着丝粒间存在相位差。此外,极向排斥力对于将染色体排列在纺锤体赤道并稳定两个着丝粒的交替振荡模式是必要的。最后,我们修正模型使微管只能对着丝粒施加拉力,导致两个微管集合间的拉锯。随后,在达到……后诱导的微管灾变
引用
@article{arxiv.2003.06789,
title = {Bistability and oscillations in cooperative microtubule and kinetochore dynamics in the mitotic spindle},
author = {Felix Schwietert and Jan Kierfeld},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.06789},
year = {2020}
}