生化振荡的相干性受驱动力与网络拓扑的约束

生化振荡在生物体中十分普遍。由于振荡周期的涨落，具有少量组分的系统无法无限期地维持相干振荡。我们表明，量化振荡器精度的相干振荡次数普遍受到驱动系统远离平衡态的热力学力以及底层生化状态网络的拓扑结构的限制。我们的结果适用于任意马尔可夫过程，这类过程常用于模拟生化反应。我们将结果应用于单个 KaiC 蛋白的模型以及一个由多个分子组成的激活剂-抑制剂模型。从数学角度，基于强烈的数值证据，我们猜想一个普遍约束，该约束关联了随机矩阵的第一个非平凡特征值的虚部和实部。