汇合生物组织 Cellular Potts 模型中平衡玻璃态动力学的理论与模拟
软凝聚态物质
2021-06-16 v4 生物物理
摘要
汇合单层的玻璃态动力学在形态发生、伤口愈合、支气管哮喘等诸多过程中不可或缺；因此，针对此类系统的详细理论框架十分重要。顶点模型（VM）模拟为这类系统的动力学提供了关键见解，但其非平衡性质使得理论发展困难。汇合单层的 Cellular Potts 模型（CPM）为此类系统提供了具有明确平衡极限的替代模型。我们结合 CPM 的数值模拟与基于最成功的平衡玻璃理论之一——随机一级相变理论——的分析研究，建立了汇合玻璃系统的综合理论框架。我们发现 CPM 内的玻璃态动力学在定性上与 VM 中相似。我们的研究阐明了几何约束在随目标周长 变化而带来动力学中两个不同区域的关键作用。反常的亚阿伦尼乌斯弛豫源于此类系统中由周长约束产生的独特相互作用势。在低- 区域，系统的脆度随 增大而降低，而在另一区域动力学与 无关。VM 中发现的刚性转变在 CPM 内不存在；这一差异似乎源于前者的非平衡性质。我们通过将数值结果与现有不同系统的实验进行比较，表明 CPM 捕捉了汇合生物系统中玻璃态动力学的基本现象。
引用
@article{arxiv.2007.14107,
title = {Theory and simulation for equilibrium glassy dynamics in cellular Potts model of confluent biological tissue},
author = {Souvik Sadhukhan and Saroj Kumar Nandi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.14107},
year = {2021}
}