研讨提醒噪声驱动的细胞分歧状态间跳转的能源学机理

细胞生存在不时变动的简单情况中。通过旌旗灯号转导通路，细胞通报内部旌旗灯号和刺激到细胞外部的调控网络，发生反馈和应激。关于噪声在旌旗灯号转导进程中的作用和对细胞状态的影响，人们还缺乏间接的试验证据和定量的研讨。

为了研讨噪声在细胞旌旗灯号转导通路中的作用，北京年夜学物理学院、前沿穿插学科研讨院定量生物学中间李方廷、欧阳颀团队和数学迷信学院李铁军课题组以及中国农业年夜学楼慧强课题组单干，选择芽殖DNA复制期（S期）查看点通路的激活进程作为研讨工具，提供了噪声驱动细胞分歧状态转换的间接证据，提醒了噪声在细胞旌旗灯号转导通路中的能源学机理。该任务在线颁发于学术期刊《物理评论X》（Physical Review X），文章标题为“Stochasticity Triggers Activation of the S-phase Checkpoint Pathway in Budding Yeast”。

在该任务中，作者通过在分歧外界刺激强度下，阐发分歧渐变菌株中单个细胞内荧光卵白表白的时序数据，发现了以下紧张成果：在某一时辰，细胞群体存在着S期查看点的未激活off态和激活on态，表示为双峰散布；在刺激进程中，单个细胞存在着从off态到on态的跳转，细胞群体在off态的跳转等候光阴呈指数散布，由此可以推算出两态之间的跳转速度；关于分歧渐变菌株和分歧的刺激强度，细胞表示出了分歧的跳转速度。 进一步，作者通过简化的随灵活力学模子，提醒该激活进程是噪声驱动的双势阱之间的“barrier-crossing”进程，单个细胞的状态由噪声驱动从off态跳转到on态，此中刺激旌旗灯号强度和通路中的正反应独特决议了双势阱之间的势垒高度和跳转进程的速度。(100yiyao.com）