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最小活性输运网络中从马达主导到阻力主导输运的动力学交叉

软凝聚态物质 2026-07-07 v1

摘要

马达驱动的细胞内输运通常用马达活性来描述,但宏观输运也取决于马达产生的力转化为相干运动的有效性。受细胞质流动的启发,我们研究了一个最小活性输运网络,其中马达驱动的输运与有效的滑移相关耗散阻力竞争。该模型并非旨在定量重建Nitella细胞质流动,而是作为一个最小系统来隔离马达活性、阻力和输运输出之间的关系。对γSlip\gamma_{\mathrm{Slip}}αm\alpha_m的受控扫描(每个条件三个独立种子)表明,增加γSlip\gamma_{\mathrm{Slip}}强烈抑制平均输运速度,同时使马达结合分数几乎不变。在高γSlip\gamma_{\mathrm{Slip}}区域,平均负载和马达力保持有限,表明即使输运被抑制,马达仍保持机械活性。输运速度对αm\alpha_m的依赖性随着γSlip\gamma_{\mathrm{Slip}}的增加逐渐消失:马达主导比从R1.69R\approx1.69降至R1.01R\approx1.01,相应的速度差从1.9 μm/s\sim1.9~\mu\mathrm{m/s}降至0.003 μm/s\sim0.003~\mu\mathrm{m/s}。这些结果表明从马达主导到阻力主导输运的动力学交叉。该最小模型提供了一个紧凑的物理场景,其中主动力产生持续存在,而其净输运贡献被增加的有效耗散阻力所抑制。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.05827,
  title  = {Dynamical crossover from motor-dominated to drag-dominated transport in a minimal active transport network},
  author = {Kazuhiko Mitsuhashi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.05827},
  year   = {2026}
}

备注

7 pages, 3 figures. Submitted to Physical Review E