具有对称或不对称分裂的细胞生长的随机建模

我们考虑一类受生物学启发的随机过程，其中单细胞生物将其资源（特别是体积或受损蛋白质）在后代间对称或不对称地分配。假设资源的最终量由生长策略控制并受到加性和乘性噪声影响，我们推导出描述资源分布跨代演化的“主方程”，并用以研究稳定资源分布的性质。我们找到了存在唯一稳定资源分布的条件，并计算了仿射线性生长策略类的矩。此外，我们应用渐近分析来阐明稳定分布（当存在时）具有幂律尾的条件。最后，我们利用该渐近分析结果连同矩方程绘制了系统的稳定性相图，揭示了反直觉的结果：不对称性有助于提高稳定性，同时拓宽稳定分布。我们还简要讨论了细胞如何作为损伤控制的一种形式在后代间不对称地分配受损蛋白质。在附录中，受酿酒酵母中细胞体积的不对称分裂启发，我们将结果扩展至母细胞与子细胞遵循不同生长策略的情况。