内质网膜模型中的相、形态与相变

我们引入了一个包含自回避表面并融合边缘与微管的新型模型，旨在表征在内质网（ER）中观察到的结构形态与相变。通过采用离散化模型，我们用三角剖分表面来模拟光滑膜，并利用数值变分方法最小化与周期性形态相关的能量。本研究获得了各相及其形态与相变，并考察了它们对膜化学势、线张力和正高斯曲率刚度的依赖关系。通过从不同的拓扑结构出发，我们在保持拓扑不变的前提下，利用 Surface Evolver 探索形状变化。值得注意的是，我们确定了模型展现出片层的参数空间区域，其中连接各层的是由螺旋边缘构成的晶格；这类似于在粗糙内质网中观察到的结构。此外，我们的研究揭示了一个包含周期性结构的复杂相图，包括平坦的片层、海绵相以及带有连接的微管构型，这些类似于光滑内质网的形态。通过涨落分析实现了对晶格参数的估计。重要的是，我们的模型预测了在同伦等价的片层（带有螺旋边缘）与带有连接的微管构型之间存在相变。