极简反应-扩散细胞迁移模型中的爬行与转向：细胞形状与生物化学的耦合

我们研究了一个爬行真核细胞的极简模型，该细胞具有由描述 Rho GTPase 动力学的反应-扩散机制控制的化学极性。细胞的尺寸、形状和速度由化学极性（控制肌动蛋白聚合发生的位置）与细胞的物理性质（包括其膜张力）共同作用产生。我们在模型中发现了高度持久的轨迹（细胞沿直线爬行）和转向轨迹（细胞从直线爬行转变为圆周爬行）。我们讨论了这种转向不稳定性的控制变量，并论证了转向源于反应-扩散机制与细胞形状之间的耦合。这凸显了细胞力学与生物化学之间的简单联系所能产生的惊人特征。我们的结果表明，类似的失稳可能存在于广泛的细胞极性生物化学描述中。