通用细菌双组分系统中信息传递与种群稳定性的随机研究

基于双组分系统的机制，对单克隆细菌种群中信号传播波动的作用和基因调控的研究已广泛开展。细菌双组分系统通过其固有的可塑性展示了噪声利用。波动传播通过磷酸转移模块和基因调控期间的反馈机制进行。为了精细观察噪声动力学，通用级联需要在mRNA和蛋白质水平上进行随机研究。为此，我们提出一个理论框架来研究通用双组分系统中的噪声信号转导。该模型通过量化若干统计度量，显示了信息传递的可靠性。我们进一步扩展分析，以观察细胞群体中的蛋白质分布。通过数值模拟，我们确定了导致蛋白质稳态分布发生稳定性切换的动力学参数集区域。我们的理论分析结果揭示了该网络的关键特征。自调控模块中的噪声渗透与信息传播较弱。然而，磷酸转移模块补偿了这种弱点，并在信息传递中扮演重要角色。由波动引起的双峰性助长了同基因细菌库中持久性的出现。