细菌细胞分裂时机的机械性首次通过时间框架
摘要：指数增长的细胞如何维持大小稳态是一个重要的基本问题。最近在原核生物中的单细胞研究中发现了添加规则，即平均而言，细胞从出生到分裂都会增加一个固定的大小（体积）。有趣的是，这种增加的体积在遗传相同但大小相似的新生细胞中存在较大差异，表明细胞分裂的时机存在随机性成分。为了在机械上解释添加规则，我们考虑了一个时间观察蛋白，该蛋白在细胞出生后以与体积成比例的速率随机表达。细胞分裂时间被形式化为蛋白复制数首次穿过固定阈值的时间。与数据一致，模型预测，虽然平均细胞分裂时间随着新生细胞的增大而减少，但时机的噪音随着出生时的大小增加而增加。有趣的是，我们的结果表明，相邻细胞分裂事件之间添加的体积分布与新生细胞大小无关。这在实验研究中得到了明显证实，不同新生细胞大小对应的添加体积的直方图彼此重叠。该模型还提供与实验观察一致的进一步见解：通过按其各自均值缩放，添加体积和细胞分裂时间的分布变得与生长速率无关。最后，我们讨论了对所提出模型的各种修改，这些修改导致违背添加规则。总而言之，我们的简单而优雅的模型解释了关键的实验发现，并提出了调节细胞分裂时机的平均值和波动的机制。
作者：Khem Raj Ghusinga, Cesar A. Vargas-Garcia, Abhyudai Singh
论文ID：1512.07864
分类：Subcellular Processes
分类简称：q-bio.SC
提交时间：2016-07-28