由内在和外在噪声决定的最优受体簇大小

生物细胞利用细胞表面受体感知环境中的外部化学刺激。为了提高感知的灵敏度，受体通常会聚集，最显著的是在细菌趋化性中，这是信号传导和感知的范例。虽然在没有噪声的情况下放大弱刺激是有用的，但在存在外在输入噪声和内在信号噪声的情况下，其有用性就不那么明确了。本文以细菌趋化性为例，将受体复合物信号放大的别构Monod-Wyman-Changeux模型与噪声计算相结合，研究它们之间的相互关联。重要的是，我们计算了信噪比，描述了聚集对细胞有益和有害影响的平衡。有趣的是，我们发现，在没有内在信号噪声的情况下，细胞为噪声输入刺激构建受体复合物没有任何优势。然而，在存在内在噪声的情况下，会出现一个最优复合物大小，这与细菌中趋化受体复合物以及真核细胞脂筏中蛋白质聚集体的估计大小一致。