微管细胞骨架的旋涡不稳定性

在胞质环流的细胞现象中，沿微管网络运输货物的分子马达带动周围流体。单个马达产生的皮牛顿(piconewton)力足以使长微管变形，众多运动马达产生的集体流体流动亦如此。对果蝇 $D.~melanogaster$ 卵母细胞发育过程中环流的研究已表明，其从空间无序的细胞骨架（仅支持短程关联的流动）转变为具有跨细胞涡旋流动的有序状态。为验证该转变由流固耦合驱动的假设，我们研究了一个离散丝状模型及可变形细胞骨架上马达运动的粗粒化连续介质理论，二者均表现出如观测到的向自发大尺度旋转运动的 $swirling~instability$（旋涡不稳定性）。