微图案上细胞物理模型中的周期性迁移

我们将描述爬行真核细胞形态与动力学的模型扩展至微图案基底上的细胞。该模型耦合了细胞形态、黏附以及在肌动蛋白和肌球蛋白诱导的主动应力作用下的细胞骨架流动。我们提出，突出应力仅在细胞黏附处产生，从而导致细胞被有效地限制在图案内。与实验结果一致，模拟细胞表现出广泛的行为，包括稳态运动、转向、双足运动以及周期性迁移，即细胞持续向一个方向爬行随后周期性地反向。我们通过将模型简化为可解析理解的一维形式，表明周期性运动自然涌现于细胞极化与细胞形状的耦合之中。