旗帜、景观与信号：接触介导的细胞间相互作用使位置信息驱动的命运决定具有可塑性

多细胞生物体表现出高度的结构组织性，特定细胞类型总是出现在特征性位置。描述此类一致空间模式出现的常规框架由 Wolpert 的“法国国旗”范式提供。根据该观点，细胞内遗传调控机制利用形态发生素浓度梯度提供的位置信息差异表达不同命运，从而产生特征性的分化细胞模式。然而，近期实验表明，抑制细胞间相互作用可改变这些空间模式，意味着细胞命运并非仅由局部形态发生素浓度对基因表达的调控决定。使用一个相邻细胞通过 Notch 信号通讯的显式模型，我们提供了接触介导的相互作用如何使来自细胞环境的信息整合进细胞命运决定的机制性描述。将细胞分化视为沿表观遗传景观的轨迹（如 Waddington 首次阐明），我们的结果表明景观的轮廓以细胞位置依赖的方式被不同地塑造，不仅通过形态发生素提供的全局信号，也通过细胞-细胞相互作用的局部环境。我们表明，我们的结果对于细胞间信号装置与细胞内基因调控动力学之间不同耦合选择具有鲁棒性。事实上，我们表明即使在抽象自旋模型中也能观察到广泛特征。我们的工作将相互作用介导的自组织模式形成与涉及破缺对称性信号的边界组织机制相统一。