细胞间通信增强细胞群在形态发生过程中感知浅梯度的能力
摘要：细胞间互相作用依赖于对外界刺激的集体细胞响应。原则上，这可能导致对弱和嘈杂的刺激的增强敏感性。然而，这尚未在实验中得到证明，对于多细胞信号处理如何调节细胞对胞外信号输入的敏感性，尤其是那些引导组织形态和功能复杂改变的信号输入，目前知之甚少。在这里，我们探讨了细胞间通信是否可以增强细胞集合体感知和响应化学引导的微弱化学诱导梯度的能力。通过使用乳腺上皮细胞的实验和数学建模的结合，我们发现多细胞感知使得单个细胞无法探测到的浅表表皮生长因子(EGF)梯度能够被检测到并响应。然而，这种梯度感知的优势受到信号中继噪声的限制，这种噪声是为了整合空间分布的配体浓度信息而必要的。我们计算了细胞间通信噪声所施加的感觉极限，并将其与实验数据结合起来，估计参与梯度感知的多细胞感觉组的有效大小。功能实验强有力地证明了通过缝隙连接和来自细胞内储存的钙释放而进行细胞间通信的介导者作为集体梯度感知。由此产生的综合分析为理解化学耦合细胞信号传导的感觉信息处理的优势和局限性提供了一个框架。
作者：David Ellison, Andrew Mugler, Matthew Brennan, Sung Hoon Lee, Robert Huebner, Eliah Shamir, Laura A. Woo, Joseph Kim, Patrick Amar, Ilya Nemenman, Andrew J. Ewald, Andre Levchenko
论文ID：1508.04692
分类：Cell Behavior
分类简称：q-bio.CB
提交时间：2016-04-27