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力学反馈控制生长组织单层中动力学记忆的出现

软凝聚态物质 2022-07-06 v1 统计力学 生物物理 细胞行为

摘要

组织的生长取决于细胞-细胞相互作用以及细胞分裂和凋亡等生物学相关过程,并受力学反馈机制的调控。我们在一个最小二维模型中考虑了这些效应,以研究由临界压力 pcp_c 控制的力学反馈的后果。一个细胞只有在与其邻居相互作用所承受的压力小于 pcp_c 时才能生长和分裂。由于温度在模型中是一个无关变量,细胞动力学由细胞分裂产生的自生主动力(SGAFs)驱动。研究表明,即使在没有细胞间相互作用的情况下,细胞也会表现出扩散行为。SGAF 驱动的扩散与在固定有限温度下自由布朗粒子的众所周知动力学无法区分。当考虑细胞间相互作用时,我们在力-力自相关函数(FAFFAF)中发现了持续数倍细胞分裂时间尺度的持久时间相关性。FAFFAF 的时间依赖性揭示了记忆效应,该效应随着 pcp_c 的增加而增强。观察到的非 Markov 效应源于细胞分裂和力学反馈的相互作用,本质上是一种非平衡现象。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.04806,
  title  = {Mechanical feedback controls the emergence of dynamical memory in growing tissue monolayers},
  author = {Sumit Sinha and Xin Li and Rajsekhar Das and D. Thirumalai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.04806},
  year   = {2022}
}

备注

6 pages, 4 figures