真核化学趋化中时空感知的重新缩放
摘要：细胞对化学引诱剂梯度作出反应，形成反映细胞外化学梯度的信号分子的胞内梯度，称为定向感知能力。定量实验揭示了系统的两个特征输入-输出关系：首先，在静态化学引诱剂梯度中，信号分子的胞内梯度形状取决于化学引诱剂梯度在细胞体沿着相对陡峭度而不是绝对浓度的相对斜率。其次，在空间均匀的时间输入刺激中，内胞信号分子会短暂激活，使得响应幅度依赖于刺激的倍数变化，而不是绝对水平。然而，赋予系统这些响应特性的基本机制仍然不清楚。在这里，通过采用广泛使用的定向感知、局部兴奋和全局抑制(LEGI)建模框架，我们提出了一个假设，即这两种重缩放行为源自于输入量级的尺度变换对治理方程的不变性的单一设计原则。LEGI模型的分析揭示了这种不变性可以分为两个部分，每个部分负责相应的响应特性。我们的假设导致了一个可通过实验证实的预测，即具有不变性的系统在动态梯度刺激和静态梯度中都可以检测到相对陡峭度。此外，我们还展示了响应特性与尺度不变性之间的关系是普遍的，可以通过具有不同网络拓扑的模型来实现。
作者：Keita Kamino and Yohei Kondo
论文ID：1605.02186
分类：Cell Behavior
分类简称：q-bio.CB
提交时间：2017-02-08