随机涨落促进 Notch-Delta 信号通路中细胞有序图案的形成
细胞行为
2022-10-12 v1
摘要
Notch-Delta 信号通路介导细胞分化，参与许多调控过程，包括通过促进相邻细胞间的交替细胞命运而在组织中形成时空图案。在多细胞水平上，这种“侧向抑制”原理导致 Sender 和 Receiver 细胞形成棋盘状图案。尽管已知随机性调节细胞命运决定，但关于细胞水平的随机涨落如何在多细胞图案形成过程中传播却知之甚少。在此，我们针对多细胞系统建模了 Notch-Delta 通路中两类不同噪声——散粒噪声和白噪声——下的随机涨落。结果表明，中等强度的涨落减少了无序并引导多细胞晶格趋向更类似棋盘的图案。通过进一步分析细胞命运转换事件，我们证明中等噪声幅度提供了足够的扰动以促进无序图案的“校对”并导致细胞切换到其正确的有序状态。相反，高噪声可压倒来自相邻细胞的环境信号并导致有序与无序图案之间的切换。因此，类比于自旋玻璃系统，中等噪声水平使多细胞 Notch 系统能够逃离受阻图案并弛豫至更低能量的棋盘图案，而在大噪声水平下系统无法找到这一有序吸引基。
引用
@article{arxiv.2202.00763,
title = {Stochastic fluctuations promote ordered pattern formation of cells in the Notch-Delta signaling pathway},
author = {Madeline Galbraith and Federico Bocci and José N. Onuchic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.00763},
year = {2022}
}