具有纤丝间切换过程的开放纤丝上的驱动输运

我们研究了一个双纤丝驱动晶格气体模型，其中包含在两条平行纤丝上反向运动的粒子种类、纤丝切换过程以及纤丝末端的粒子流入与流出。纤丝切换过程是{\it 关联}的，即仅当反向运动的粒子在同一纤丝上相遇时，粒子才以有限概率切换纤丝。该模型模拟了在基于微管 (MT) 的细胞内输运背景下观察到的一些粗粒化特征，其中在纤丝末端装载和卸载的细胞货物沿多条平行微管 (MT) 纤丝运输，并可在平行微管纤丝之间切换。我们关注纤丝弱耦合的区域，即纤丝切换率与纤丝长度成反比。我们发现，边界处的（卸）装载过程与纤丝切换过程之间的相互作用导致了系统的一些独特特征。这些特征包括系统中出现具有非均匀密度分布（包括局域化密度激波、纤丝间的密度差以及系统中的双向电流）的多种相。我们通过建立平均场 (MF) 理论并比较 MF 理论所得结果与系统动力学的蒙特卡罗 (MC) 模拟结果来分析该系统。我们发现，在 MF 图像下获得的粒子稳态密度和电流分布以及相图与 MC 模拟结果吻合得很好。这些发现可能有助于研究多纤丝细胞内输运。