具有空间与结构异质性的感知与应答细胞系统中的信号传播
细胞行为
2018-03-01 v1 动力系统
分子网络
摘要
感知与应答细胞系统(SARs)对许多生物系统的运作至关重要。干扰素(IFN)SARs 中的产生是通过 Jak-Stat 通路的激活以及下游 IFN 调节因子(IRF)-3 与 IFN 转录的上调实现的,但高亲和力与低亲和力 IFN 在此过程中所起的作用仍不清楚。我们提出一个最小时空偏微分方程(PDE)模型与一个新的时空-结构-时间(SST)模型的比较,以考量 SAR 行为的受体、结合与代谢方面。利用 SST 框架,我们模拟了 IFN 通讯的单簇与多簇范式。模拟揭示了 IFN 与受体结合及随之而来的代谢增强之间的循环过程,由于内部反馈机制,代谢增强降低了结合倾向。人们观察到细胞簇间的异质性效应,使其个体化并增加局部产生;以及在簇内,我们观察到“亚群体静止”——一种簇内亚群体降低其结合与代谢、从而使其他此类亚群体可增强其产生的过程。最后,我们观察到低亲和力 IFN 能够传递长程信号而高亲和力不能,以及通过引入细胞运动性而破坏这种关系。生物系统可在环境不受限制时利用细胞运动性,并可在需要局部化响应时使用具有低亲和力通讯的固定系统。
引用
@article{arxiv.1802.10176,
title = {Signal propagation in sensing and reciprocating cellular systems with spatial and structural heterogeneity},
author = {Arran Hodgkinson and Giles Uzé and Ovidiu Radulescu and Dumitru Trucu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.10176},
year = {2018}
}
备注
34 pages