可再生活性物质中的分离、有限时间弹性奇点与粗化

活性生命系统（如细胞和组织）中的物质可再生性，能够驱动大尺度的力模式形成，并产生独特的表型后果。这在细胞骨架中尤为显著，其中多种与肌动蛋白结合的肌球蛋白种类施加差异化的收缩应力并经历差异化的周转，从而形成模式化的力传导。本文研究了在包含两种肌球蛋白种类的可再生活性肌动球蛋白弹性体的流体动力学描述中涌现的应力动力学模式。我们的分析框架也适用于仅含一种肌球蛋白种类的肌动球蛋白弹性体。我们发现，一个均匀的活性收缩弹性体会自发地分离成旋节线应力模式，随后在有限时间内坍缩为承载张力的奇异结构，这些结构表现出自相似标度和焦散特性。我们在一维中进行的数值分析表明，这些奇异结构会移动和合并，并逐渐导致缓慢的粗化动力学。我们讨论了这些发现对应力纤维的出现和肌动球蛋白空间模式形成的启示。我们的研究表明，通过交联剂和肌球蛋白的状态依赖性降解，体内细胞骨架可以在材料参数空间中导航，以实现多种功能表型。