病毒宿主相互作用塑造了病毒传播，导致空间扩张中出现不同类型的传播波
摘要：激发扩散波长期以来一直被用来描述在空间范围扩展过程中种群的生长和传播。这些波通常被分为两类，即被拉动的波，其中动力学由波的前沿驱动，随机波动很大，或者被推动的波，其中生长或扩散中的合作导致了大量驱动的波，其中波动被抑制。这些概念在合作导致密度依赖生长速率的群体中得到了广泛研究。相比之下，关于展示密度依赖扩散的实验群体，我们了解相对较少。 使用噬菌体T7作为测试生物体，我们提出了新颖的实验测量结果，证明了噬菌体T7在寄主E. coli草坪中的扩散受到与寄主细菌细胞的立体作用的阻碍。寄主密度、噬菌体扩散和病毒感染引起的细胞裂解之间的耦合导致了类似合作行为的密度依赖性扩散系数。使用一组反应扩散方程，我们表明这种效应可以导致从被拉动到被推动的扩展的转变。此外，我们发现第二个独立的密度依赖效应对噬菌体扩散产生了自发出现，这是由于病毒潜伏期而导致的，噬菌体在这期间被困在宿主内无法扩散。额外的随机基于代理的模拟显示，裂解时间显著影响病毒扩展中的多样性丧失速率。综上所述，我们的结果表明，细菌噬菌体可以被用作可控实验室群体，以研究密度依赖扩散对进化的影响，并且扩展中的病毒群体的遗传多样性和适应性可能比当前所认为的要大得多。
作者：Michael Hunter, Nikhil Krishnan, Tongfei Liu, Wolfram M\"obius and Diana Fusco
论文ID：2009.11357
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2021-07-07