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细菌细胞周期随机累积动力学的 master 方程方法

统计力学 2021-08-30 v3 细胞行为

摘要

细菌细胞大小控制的机制数十年来一直是个谜,其涉及细胞周期中生长与分裂的精密协调。微流控革命性现代技术与先进的活体成像分析技术使得在单细胞水平上对细菌生长进行长期观测与高通量分析成为可能,推动了针对这一谜题的定量研究新浪潮。借此契机,本理论研究旨在累积机制假设下厘清细菌细胞大小控制的随机本质,该机制受到近期细菌物种实验的支持。通过选取恰当边界条件的master方程方法,估计了细胞大小控制相关的分布,并由实验证实。在此分析中,代间格林函数被解析求出,作为桥接批量培养与母机实验所用两类统计的关键。该框架使我们能依据实验数据量化生长与累积中的噪声水平。作为加入大小非高斯噪声的结果,本文预测了细菌细胞大小稳态的非平衡本质,其生物学意义尚需进一步探究。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.04383,
  title  = {Master equation approach to the stochastic accumulation dynamics of bacterial cell cycle},
  author = {Liang Luo and Yang Bai and Xiongfei Fu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.04383},
  year   = {2021}
}

备注

32 pages, 11 figures