原生细胞稳态生长的必要和充分条件

我们考虑一个通用的原生细胞模型，该模型由嵌入膜内的任何保守化学反应网络组成。膜由其中一种化学物质（膜前体）的自组装形成，并对从外部生长介质扩散到原生细胞内的其他一些化学物质（营养物质）具有半透性。在原生细胞内部，营养物质被代谢为所有其他化学物质，包括膜前体，同时膜面积增大，原生细胞体积增长。通过研究此类原生细胞达到稳态生长的条件，我们证明了一个简单的必要条件是：每个基团都必须由某种营养通量供给；而存在稳态生长机制的充分条件是：任何包含参与膜前体结合动力学的物种的虹吸，也必须包含由某种营养通量供给的基团的支撑集。这些必要和充分条件无论化学反应动力学、膜参数或营养通量扩散特性如何均成立。