细菌社群中相关渗透的统计学
摘要：细胞间电信号在多细胞群体中的长距离传播是普遍存在的。在枯草杆菌生物膜中，我们最近发现，一些细胞参与电信号的传播，而其他细胞则不参与，并且参与传播的细胞的组织方式与渗流理论的统计特征一致。然而，渗流理论的两个关键假设在这个系统中被违反。首先，我们发现细胞发出信号的概率不是独立于其他细胞的，而是与其附近的邻居细胞相关。我们开发了一个机械模型，其中相关信号是由细胞分裂、表型遗传和细胞位移产生的，并且可以复现实验证据。其次，我们之前观察到，发出信号的细胞的比例在不同的生物膜中是不恒定的。我们使用我们的模型来理解为什么尽管违反了这两个假设，渗流理论仍然是对该系统的一个有效描述。我们发现，第一个假设的违反并不显著影响空间统计学，我们用重整化论证明了这一点。我们发现，第二个假设的违反使得在渗流阈值周围的发信比例范围扩大，该阈值下可以观察到特征的幂律统计学，这与我们之前的实验结果一致。我们使用一个信号概率沿传播方向衰减的突变生物膜来验证我们的模型。我们的结果确定了相关渗流系统的关键统计特征，并展示了它们在多细胞群体中的功能性用途。
作者：Xiaoling Zhai, Joseph W. Larkin, Kaito Kikuchi, Samuel E. Redford, G"urol M. S"uel, Andrew Mugler
论文ID：1906.06450
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2020-07-01