微管集合的协同动力学：聚合力与救援诱导的振荡
亚细胞过程
2013-01-08 v1
摘要
我们研究了 N 根微管在弹性势垒前生长的集合的协同动力学。微管会经历所谓的“灾变”（catastrophes），即从生长状态到缩短状态的突然随机转变，以及“救援”（rescues），即返回生长状态的转变。如果生长端与障碍物接触，微管可对障碍物（如弹性势垒）施加推力或聚合力。我们利用动力学平均场理论和随机模拟分析了一个模型，其中每根微管均经历灾变和救援，且微管之间通过力共享进行相互作用。对于零救援率，协同生长终止于集体灾变。在灾变发生前的最大聚合力，对于较小的 N 或刚性弹性势垒，随 N 线性增长，这与现有的实验结果一致；而对于较大的 N 或软弹性势垒，则转变为对数依赖关系。对于非零救援率和软弹性势垒，动力学变为振荡模式，包含作为稳健极限环一部分的集体灾变和救援事件。此时平均和最大聚合力均随 N 线性增长，我们研究了它们对微管蛋白结合速率（tubulin on-rates）和救援速率的依赖性，这些参数可能参与细胞调控机制。我们还进一步研究了集体灾变和救援振荡相对于不同灾变模型的稳健性。
引用
@article{arxiv.1301.1155,
title = {Cooperative dynamics of microtubule ensembles: Polymerization forces and rescue-induced oscillations},
author = {Björn Zelinski and Jan Kierfeld},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.1155},
year = {2013}
}