单个细胞的准确编码与解码：幅度对频率调制
摘要：细胞通过生化信号传导感知外部浓度，并通过调节目标蛋白的表达来做出反应。在信号传导网络和基因调控中，浓度可以通过两种主要机制进行内部编码：振幅调制（AM），其中内部信号分子的绝对浓度编码刺激；频率调制（FM），其中连续爆发之间的周期代表刺激。尽管这两种机制在生物系统中都有观察到，但细胞何时使用AM或FM机制有利仍然未解答。在这里，我们首先考虑一个简单的单个受体（或离子通道）模型，该模型可以在结合配体时持续信号传导，或者在受体结合时产生信号分子的突发。我们发现，仅当动力学足够快时，突发信号传导比连续信号传导更准确。这表明，基于突发的调制在信号传导网络中可能比基因调控中更常见。然后，我们将模型扩展到多个受体，其中连续和突发信号传导分别等效于AM和FM，发现AM始终更准确。这意味着一些细胞使用FM的原因与准确性之外的因素有关，例如调节多个基因的表达或实现阈值交叉机制的能力。
作者：Gabriele Micali, Gerardo Aquino, David M. Richards, and Robert G. Endres
论文ID：1505.05410
分类：Subcellular Processes
分类简称：q-bio.SC
提交时间：2017-04-12