离开脱离熵、主动与摩擦力在细胞骨架交叉链接中的作用

细胞内由动力学和被动交叉链接蛋白构成的混合物在细胞骨架丝束之间产生的力是主动细胞力学的关键驱动力。尽管其重要性已明确，但迄今为止尚无统一理论来描述此类交叉链接力。本文推导了一种理论，预测由连接两个生物聚合物丝束的交叉链接蛋白所产生的力，这种理论基于可测量的丝束和交叉链接蛋白属性，使用非平衡热力学。我们的框架允许我们将交叉链接器产生的力分解为三个单独的分量：熵力、主动力和摩擦力。通过这种方式，我们为交叉链接蛋白如何自组织并集体产生力量提供了清晰的物理解释。我们通过应用于四个不同实验来演示该理论框架的鲁棒性和实用性，这些实验探讨了被动和动力学交叉链接器的共同作用。对于每个实验，我们的理论方法允许我们离开 entropic、active 和 frictional 力量的相对贡献，阐明了不同物理过程如何支撑集体力生产。反过来，这使得可能定量比较和预测各种交叉链接器组合如何影响丝束之间的力量产生、沿丝束的图案形成以及丝束对的动力学。