集群系统中细胞同手性与性状演化的理论

手性是许多生物系统的特征，大量研究聚焦于理解该性质的起源与意义。众所周知，自然界中的糖与氨基酸是同手性的，即手性对称被破缺，且只观察到两种可能手性态中的一种。某些类型细胞亦表现出手性行为。理解细胞手性的起源及其对组织与细胞动力学的影响仍是一个开放问题，并是许多（近期）研究的主题，例如在果蝇形态发生背景下。本文中，我们发展了一个简单模型来描述细胞中同手性可能的起源。结合用于集体行为的 Vicsek 模型与 Jafarpour 等人开发的、用以描述分子同手性涌现的模型，我们研究了在同手性态如何可能从初始对称态、无需任何显式破缺手性对称机制的情况下于细胞中演化而来。我们研究了向同手性的转变，并展示了系统的“开放性”以及噪声如何决定全局同手性态是否及何时达到。我们讨论了我们的模型如何可一般应用于集群系统中性状的演化，或用于研究由多个相互作用物种组成的系统。