活性凝胶的自组织与循环定位
软凝聚态物质
2025-10-24 v2
摘要
活性生物凝胶的运输以及群体细胞迁移是发育、稳态以及癌症进程、伤口愈合和感染反应等过程的基本特征。然而，这些装配体如何定位、调节并通过溶解和重组的循环推进，尚未完全理解。我们使用吸引活性 Brownian 粒子 (ABP) 的模型来研究。通过 Brownian 动力学模拟，我们发现这些粒子发生液-气相分离，空间变化的活性场场诱导出显著的涌现动力学。液滴沿活性梯度迁移，且在临界活性以上，液滴会破碎为气相。气相随后沿梯度向下迁移，液滴重新结合，形成稳健的定位循环。这种涌现凝胶循环不依赖生物化学反馈环路，仅依赖于相互作用、运动性和梯度的相互作用。在活性-被动粒子的二进制混合物中，差异化的黏合性导致粒子自排序，其中强黏合 ABP 压缩成致密核心，周围区域富集弱黏合被动粒子。被动粒子稳定 ABP 的动态簇，并迁移向高活性区域。我们的发现表明，这是一种通用的机制，用于生物学中凝胶的空间控制与更新。
关键词
引用
@article{arxiv.2510.15771,
title = {Self-Organization and Cyclic Positioning of Active Condensates},
author = {Hossein Vahid and Jens-Uwe Sommer and Abhinav Sharma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.15771},
year = {2025}
}