细胞极化过程的普适特征

细胞极化在复杂生物体的发育中起着核心作用。最近研究表明，细胞极化可能源于接近双稳态化学反应网络中的相分离不稳定性。一个已被深入研究的例子是真核趋化过程中信号域的形成。在这种情况下，域生长的过程可以通过使用受约束的含时朗道-金兹堡方程来描述，该方程允许类似利夫希茨-斯廖佐夫的标度不变解。这里的约束源于分子在胞质非活性状态和膜结合活性状态之间的快速循环机制，该机制动态地将膜结合的化学势调谐到与细胞膜上不同相共存相对应的值。我们在此提供了该过程在存在和不存在外部激活场梯度情况下的普适描述。推导了细胞在趋化梯度中极化所需时间以及最小可检测梯度值的普适幂律。我们还基于现有生化和生物物理数据的分析，描述了该方案的具体实现。