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构建生物细胞系统的普适唯象理论:关于演化维度约简的一家之见

生物物理 2024-01-11 v2 统计力学

摘要

本文简要回顾了为生物系统建立宏观唯象理论(类似于成熟的热力学框架)的可能性。我们引入了演化涨落-响应关系的概念,其强调了由基因突变引起的表型性状方差与由内部噪声引起的方差之间需要紧密关联。我们给出了一个分布理论,使我们能够推导这些关系,这表明由适应与演化导致的性状变化在较低维空间中受到显著约束。我们探究了这一维度约简背后的原因,聚焦于稳态生长要求及通过演化过程实现的鲁棒性所施加的约束。我们借助近期实验室与数值实验来支持我们的论断。本文给出了演化维度约简的普适性,并讨论了其潜在的理论表述。最后,我们简要展望了建立一个刻画细胞分化中生物鲁棒性与不可逆性以及理想细胞模型的宏观框架的前景。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.11540,
  title  = {Constructing universal Phenomenology for biological cellular systems: An idiosyncratic review on evolutionary dimensional reduction},
  author = {Kunihiko Kaneko},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.11540},
  year   = {2024}
}

备注

22pages,2 figures, proceeding paper for STATPHYS28, submitted to JSTAT