信号受体定位在空间结构化的自然环境中最大化细胞信息获取
摘要：细胞在组织或土壤等自然环境中感知并对胞外配体作出反应，这些反应具有复杂结构和非单调空间分布，这些分布是由流体流动和基底黏附等过程塑造的。然而，传统的细胞感知研究方法假设信号要么是均匀的，要么是单调的，忽视了自然环境的空间结构。在这项工作中，我们展示了通过将信号通路的空间组织适应环境的空间结构，可以优化空间感知和导航。通过将细胞表面受体视为传感器网络，我们开发了一个信息理论框架，用于计算给定空间信号环境下感知系统的最佳空间组织。将该框架应用于模拟环境，我们发现空间受体定位最大化信息获取，在包括组织和土壤在内的许多自然环境中都适用。受体定位自然扩展到在细胞导航期间重新分配信号受体的动态协议，并可以通过反馈机制在细胞中实现。在模拟组织环境中，动态受体定位可将导航效率提高30倍。广泛地说，我们的框架可以很容易地适应研究除受体以外的信号组分的空间组织如何调节以改善细胞信息处理。
作者：Zitong Jerry Wang, Matt Thomson
论文ID：2107.00806
分类：Cell Behavior
分类简称：q-bio.CB
提交时间：2021-07-05