结构化细胞群体中的双稳态振荡出现
摘要：细菌Bacillus subtilis的生物膜群落最近被发现通过电化学信号介导的集体增长速率振荡来应对营养匮乏。这些振荡在菌落达到足够数量的细胞后出现。然而，尚不清楚振荡的振幅，以及因此它们的有效性，是逐渐建立起来的，还是可以立即以非零振幅出现。在这里，我们通过将微流控时间延迟显微镜实验与最简化的理论模型相结合来解决这个问题。分析和数值方法揭示了振荡是通过亚临界Hopf分岔而发生的，这使得高振幅的振荡能够瞬间发生。因此，模型预测了一个双稳态制度，在相空间中同时存在一个振荡吸引子和一个非振荡吸引子。我们通过展示在适当的范围内，通过扰动媒介条件，振荡可以被触发来实验验证了这个预测。模型还预测，随着压力的增加，振荡开始的最小尺寸减小，这一事实我们也在实验中进行了验证。综上所述，我们的结果表明，细胞群体中的集体振荡可以通过一种不连续的转变以非零振幅突然出现。
作者：Rosa Martinez-Corral, Jintao Liu, Gurol Suel, Jordi Garcia-Ojalvo
论文ID：1803.01350
分类：Cell Behavior
分类简称：q-bio.CB
提交时间：2018-03-06