由活性地毯引起的胞质搅拌
流体动力学
2023-11-09 v1 其他凝聚态物理
生物物理
摘要
大型细胞通常依赖胞质流动进行胞内运输、维持稳态以及定位细胞组分。理解这些流动的机理对于深入认识细胞功能、发育过程和进化适应性至关重要。在此，我们关注一类自组织的胞质搅拌机制，其源于细胞皮层处细胞骨架元件与流体之间的流固耦合。受果蝇卵母细胞晚期的流动启发，我们提出了一种可解析处理的活性地毯理论。该模型揭示了此类流动的起源及其三维时空组织。通过模拟与弱非线性理论相结合，我们确立了流动通向全局吸引子——一种跨越细胞的涡旋扭转结构——的路径。我们的研究揭示了这种涌现流动的固有对称性、其低维结构，并阐明了复杂的流固耦合如何与 Stokes 流中的经典解相一致。该框架可轻易调整以阐释广泛的自组织、由皮层驱动的胞内流动。
引用
@article{arxiv.2311.04452,
title = {Cytoplasmic stirring by active carpets},
author = {Brato Chakrabarti and Stanislav Y. Shvartsman and Michael J. Shelley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.04452},
year = {2023}
}