大型微管星体生长的物理基础

微管星体——由中心体组织的微管径向阵列——在动物细胞的空间协调中起着基础作用。星体生长的标准模型假设从中心体起源的微管数量固定。然而，该模型中的星体形态并不随细胞大小缩放，且我们最近发现了非中心体微管成核的证据。在此，我们结合自催化成核与聚合动力学，建立了星体生长的生物物理模型。我们的模型预测星体作为行波扩展，并概括了星体生长的所有主要方面。随着成核率增加，模型预测从静止星体到生长星体的爆炸性转变，其生长速度不连续地跳跃至非零值。蛙卵提取物中的实验证实了主要理论预测。我们的结果表明，在大型蛙和两栖动物卵中观察到的星体是由自催化成核维持的短而不稳定微管组成的网状结构，并为稳健且可进化的聚合物网络的组装提供了一个范式。