平面细胞极性中细胞的集体对齐：来自自旋模型的见解

在后生动物中，细胞沿组织平面集体极化并对齐。此现象称为平面细胞极性（PCP）。极化意指细胞内分子与亚细胞结构的不对称分离。在 PCP 中，细胞通过相同极化沿组织平面在特定方向上集体对齐。果蝇翅膀中的 PCP 需要在某些全局线索存在下进行局部细胞-细胞相互作用。我们采用基于格点的平衡模型，研究了通过局部相互作用与全局线索实现的细胞集体对齐。该系统经历渗流转变，属于二维随机渗流的普适类。我们表明，局部相互作用须超过某一阈值才能触发系统层面的细胞协调极化。在此条件下，即便微弱全局线索也能使所有细胞沿正确方向对齐。在强局部相互作用下，该系统对全局信号中的局部畸变具有鲁棒性，即便仅有瞬态全局信号也能实现细胞的集体对齐。