自适应、自组织生物系统的复杂物理特性
摘要：自适应免疫系统的物理解释，在遗传和分子水平上得到了深入研究，提供了定义整个自适应自组织生物系统的独特机会。本文描述了免疫功能的配置空间模型，其中系统的定向化学势构成了一种相互作用空间。从物理角度来看，体液性自适应免疫系统通过调节化学势和组织传感器-效应分子抗体的网络层次结构，调整所有可用抗原分子的化学势。传感器和效应体的耦合允许系统调整抗原和抗体的热力学活性，而网络组织有助于最小化化学势并最大化多样性。在数学上，系统将其相互作用空间中高斯分布的相互作用能量变差与其效应体分子的指数分布化学势耦合在一起，以维持其平衡状态。这个过程在相互作用空间中创建了一个无标度网络，其中绝对热力学活性对应于节点度数。在热力学解释中，系统是一个群体，执行{mu}N的工作，根据周围环境的化学势变化调整化学势。通过确定相互作用灵活度指数、热力学和网络科学中的相应变量，并确认其适用于体液免疫系统，支持了模型的有效性。总体而言，这种自适应免疫统计热力学模型描述了如何通过维持具有分形拓扑结构的无标度定向相互作用网络，实现自适应生物自组织。
作者：Jozsef Prechl
论文ID：2107.13195
分类：Molecular Networks
分类简称：q-bio.MN
提交时间：2023-05-19