通过非平衡涨落揭示细胞中的非热驱动力
生物物理
2024-08-14 v1 细胞行为
摘要
活细胞内部的力学特性在对其生物功能进行环境和内部刺激的自适应调节中起着关键作用。虽然这些特性表现出非平衡动力学，这是由于热力和非热力在肌动蛋白-肌球蛋白活跃增殖细胞中普遍共存，但在如此复杂的系统中量化它们仍然具有挑战性。在这里，我们开发了一个非平衡框架，将细胞内扩散的荧光相关光谱（FCS）测量与非平衡理论相结合，以定量分析细胞特异性的非热驱动力和细胞适应性。我们的结果表明，细胞内粒子扩散不仅受常见的热力影响，还受约10-100个马达蛋白产生的非热力的影响。此外，我们推导了一个物理参数，用于定量评估细胞内粒子响应对这些非热力的敏感性，表明具有更活跃扩散的系统表现出更高的响应敏感性。我们的工作强调了由多个相互作用要素产生的生物涨落，推进了对活细胞内部复杂力学特性的理解。
引用
@article{arxiv.2408.06683,
title = {Nonthermal driving forces in cells revealed by nonequilibrium fluctuations},
author = {Yuika Ueda and Shinji Deguchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.06683},
year = {2024}
}