이제 양쪽: 두 끝에서의 미세 소관 길이의 운동 조절 모델링

미세 소관은 중합, 탈중합 및 운동 단백질 활동의 협동 작용에 의해 지속적으로 길이가 조절되는 동적 생체 고분자입니다. 많은 수의 수학적 모델이 필라멘트 길이의 조절을 탐구했지만, 대부분은 미세 소관의 단일 끝에서의 성장 및 축소의 맥락에서 작성되어, 자전거 운동과 같은 복잡한 현상의 기계적 설명을 효과적으로 무시하였습니다. 여기에서는 미세 소관의 양 끝에서 필라멘트 역학에 두 클래스의 키네신 분자 모터의 동역학을 명시적으로 연결하는 다중 스케일 모델을 개발합니다. 필라멘트를 따라 모터 밀도는 1차원 포물선 편미분 방정식을 사용하여 모델링됩니다. 미세 소관의 길이는 모터 밀도에 의존하는 축소 항을 통한 동적으로 발전되며 시스템을 종료합니다. 모터 동역학이 길이 동역학에 비해 빠른 단열 영역에서, 우리는 해석 연구에 적합한 축소 모델을 유도하고 성장, 재난 및 자전거 운동 행동을 구분하는 간단한 매개변수 관계를 식별합니다. 전체 시스템의 수치 시뮬레이션은 질적으로 구별되는 동적 영역을 드러내고 양방향 모터 수송이 필라멘트 길이 분포를 어떻게 조절하는지를 보여줍니다. 우리는 모델을 생체 내 및 생체 외 데이터로 매개변수화하고, 따라서 생명 세포에서 세포골격 동역학에 대한 더 나은 이해를 제공하는 수학적 모델을 개발할 수의 기초를 마련합니다.