反馈、受体簇集及受体单细胞限制为基于配体 - 受体的 Turing 模型产生巨大的 Turing 空间
分子网络
2015-06-22 v1 组织与器官
摘要
Turing 机制能够从噪声均匀初始条件中产生多种多样的图案，并已被提议作为许多发育过程的图式形成机制。然而，导致 Turing 图案的分子组分仍然难以捉摸，且允许 Turing 图案出现的参数空间过小，使得解释 Turing 图案如何演化变得困难。我们最近表明，若考虑配体 - 受体相互作用，仅凭单一配体即可获得 Turing 图案。本文进一步表明，配体 - 受体系统的普遍性质可导致极大的 Turing 空间。因此，受体局限于单个细胞、负反馈、不同配体 - 受体系统间的调控相互作用以及细胞表面受体的簇集，均能显著扩大 Turing 空间。我们还表明，控制肺分支形态发生的 FGF10/SHH 网络中存在的反馈足以产生巨大的 Turing 空间。我们得出结论：受体的细胞限制性提供了一种机制，足以增大 Turing 空间的规模，从而使 Turing 图案的演化成为可能；额外的反馈则可能进一步扩大该空间。鉴于其鲁棒性与灵活性，我们提出基于受体 - 配体的 Turing 机制是生物学中一种普遍的图式形成机制。
引用
@article{arxiv.1407.7114,
title = {Feedbacks, Receptor Clustering, and Receptor Restriction to Single Cells yield large Turing Spaces for Ligand-receptor based Turing Models},
author = {Tamás Kurics and Denis Menshykau and Dagmar Iber},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.7114},
year = {2015}
}