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肌球蛋白对肌动蛋白丝排列的旋转模型。 (英语) Zbl 1397.92063号

摘要:肌动球蛋白细胞骨架的动力学调节细胞过程,如分泌、细胞分裂、细胞运动和形状变化。肌动球蛋白动力学本身由控制肌动蛋白丝聚合和解聚以及肌球蛋白运动收缩性的蛋白质调节。以前的理论工作集中在肌动蛋白丝的平移运动上,但没有考虑到丝旋转的作用。由于丝的旋转运动可能是指导细胞形状变化和运动的力的来源,因此我们明确建模肌球蛋白II马达横穿丝对时肌动蛋白丝旋转的动力学,将其拉直。使用蒙特卡罗模拟,我们找到了肌动蛋白丝排列的最佳运动速度。此外,当我们引入肌动蛋白微丝的聚合和解聚时,我们发现排列减少,微丝阵列以稳定的异步状态存在。通过对连续介质模型的进一步分析,我们可以研究影响灯丝阵列稳定性的因素及其产生力的能力。有趣的是,我们发现两种不同形态的F-actin阵列产生相同的力。我们还发现,当聚合速率降低或电机速度优化时,会发生向对准的相变。我们扩展了我们的分析,包括肌球蛋白马达的最大允许拉伸,以及细丝的不均匀长度,导致定性结果几乎没有变化。通过模拟和连续体分析的集成,我们能够探讨通过肌球蛋白II马达理解肌动蛋白丝旋转排列的问题。

MSC公司:

92立方厘米 生物力学
92年第35季度 与生物、化学和其他自然科学相关的PDE
92C40型 生物化学、分子生物学
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参考文献:

[1] Alberts,J.B.,Odell,G.M.,2004年。生物信息学; Alberts,J.B.,Odell,G.M.,2004年。生物信息学
[2] 贝尔曼,R。;库克,K.,微分-微分方程,(1963),纽约学术出版社·Zbl 0115.30102号
[3] 布兰查德,G.B。;Murugesu,S。;R.J.亚当斯。;Martinez-Arias,A。;Gorfinkiel,N.,《背部闭合期间细胞形态波动的细胞骨骼动力学和超细胞组织》,《发育》,2743-2752,(2010)
[4] 邦德,E.M。;费什金,D.J。;亨森,J.H。;新墨西哥州科特兰。;Begg,D.A.,《胞质分裂中的肌动蛋白:收缩器的形成》,动物学。科学。,699-711, (1988)
[5] Chan,C.E。;Odde,D.J.,丝状足类在柔顺基质上的牵引动力学,科学,3221687-1691,(2008)
[6] Condeelis,J.,《前沿的生命:细胞突起的形成》,年。rev.细胞生物学。,9, 411-444, (1993)
[7] Dunaway,D。;福弗,M。;Pollack,G.,使用纳米悬臂直接测量单个合成脊椎动物粗纤维弹性,Biophys。J.,82,3128-3133,(2002年)
[8] Karsenti,E。;Nedelec,F。;Surrey,T.,微管模式建模,自然细胞生物学。,8, 1204-1211, (2006)
[9] 卡亚,M。;Higuchi,H.,《肌丝中单个肌球蛋白分子的非线性弹性和8-nm工作行程》,《科学》,5992,686-689,(2010)
[10] Kim,H。;Davidson,L.,收敛伸展期间的标点肌动蛋白收缩及其由非规范wnt信号通路的许可调节,细胞科学杂志。,124, 635-646, (2011)
[11] Kruse,K。;Jülicher,F.,《电机纤维系统的动力学和力学》,《欧洲物理学》。J.E-软物质,20,459-465,(2006)
[12] Kruse,K.、Joanny,J.G.、Jülicher,F.、Prost,J.、Sekimoto,K.,2004年。极丝活性凝胶中的紫菀、旋涡和旋转螺旋。物理。修订稿。92, 078101.; Kruse,K.、Joanny,J.G.、Jülicher,F.、Prost,J.、Sekimoto,K.,2004年。极丝活性凝胶中的紫菀、旋涡和旋转螺旋。物理。修订稿。92, 078101.
[13] Kuramoto,Y.,《化学振荡、波浪和湍流》(1984),斯普林格出版社·Zbl 0558.76051号
[14] Martin,A.C.,《脉动与稳定:形态发生背后的收缩力》,Dev.biol。,341, 114-125, (2010)
[15] A.C.马丁。;Kaschube,M。;Wieschaus,E.F.,肌动蛋白-肌球蛋白网络的脉冲收缩驱动心尖收缩,《自然》,495-499,(2009)
[16] Mogilner,A。;Oster,G.,肌动蛋白聚合驱动的细胞运动,生物物理学。J.,71,3030-3045,(1996)
[17] 纳戈尔内克,E。;Blyakhman,F。;Pollack,G.,单个无脊椎动物粗纤丝中的阶梯长度变化,Biophys。J.,89,3269-3276,(2005)
[18] Nedelec,F。;萨里,T。;Karsenti,E.,微管细胞骨架中的自组织和力,当前版本。意见。细胞生物学。,15, 118-124, (2003)
[19] 诺依曼,T。;福弗,M。;Pollack,G.,用纳米悬臂梁测量的隔离粗纤维的弹性特性,Biophys。J.,75,938-947,(1998)
[20] 尼德曼,R。;Pollard,T.D.,人类血小板肌球蛋白ii在体外肌球蛋白丝的组装和结构,细胞生物学杂志。,72-79, (1975)
[21] Ponti,A。;马托夫,A。;亚当斯,M。;Gupton,S。;Waterman-Storer,C.M。;Danuser,G.,通过定量荧光斑点显微镜分析的移行上皮细胞板层和跛足足中肌动蛋白周转的周期性模式,Biophys。J.,3456-3469,(2004)
[22] Rauzi,M。;Lenne,P.F。;Lecuit,T.,平面极化肌动球蛋白收缩流控制上皮连接重构,《自然》,23,1110-1114,(2010)
[23] 史密斯,D。;齐伯特,F。;汉弗莱,D。;Duggan,C。;斯坦贝克,M。;Zimmermann,W。;Käs,J.,分子马达诱导的不稳定性和交联剂决定了生物聚合物的组织,Biophys。J.,93,4445-4452,(2007)
[24] Soares e Silva,M。;德普肯,M。;斯图尔曼,B。;Korsten,M。;MacKintosh,F。;Koenderink,G.H.,由肌球蛋白马达驱动的肌动蛋白网络的主动多级粗化,Proc。国家。学院。科学。美国,239408-9413,(2011)
[25] Solon,J。;Kaya-Copur,A。;科伦贝利,J。;Brunner,D.,棘齿状机构计时的脉冲力在背侧闭合过程中驱动定向组织运动,细胞,1331-1342,(2009)
[26] Sommi,P.,Cheerambathur,D.,Brust-Mascher,I.,Mogilner,A.,2011年。肌动蛋白依赖的皮层动力学有助于早期果蝇胚胎的前期力平衡。公共科学图书馆One 6,e18366。;Sommi,P.,Cheerambathur,D.,Brust-Mascher,I.,Mogilner,A.,2011年。促动肌球蛋白依赖性皮质动力学有助于早期果蝇胚胎的前期力平衡。公共科学图书馆One 6,e18366。
[27] Spiros,A。;Edlestein-Keshet,L.,用生物参数值测试肌动蛋白结构动力学模型,Bull。数学。生物学,60,275-305,(1998)·Zbl 1053.92505号
[28] 巴洛顿,P。;Gupton,S.L.公司。;Waterman-Storer,C.M。;Danuser,G.,用定量荧光斑点显微镜同时绘制迁移细胞中丝状肌动蛋白流动和周转图,Proc。国家。美国科学院。科学。美国,9660-9665,(2004)
[29] Vavylonis,D。;吴建清。;郝,S。;奥肖内西,B。;Pollard,T.D.,裂变酵母胞质分裂收缩环的组装机制,科学,97-100,(2008)
[30] Yam,P.T。;C.A.威尔逊。;纪磊。;B.赫伯特。;Barnhart,E.L。;染料,不适用。;怀斯曼,P.W。;Danuser,G。;Theriot,J.A.,肌动蛋白-肌球蛋白网络重组打破细胞后部的对称性,自发启动极化细胞运动,J.cell biol。,178, 1207-1221, (2007)
[31] 山口,H。;Pixley,F。;Condeelis,J.,肿瘤侵袭中的侵入体和足体,J.细胞生物学。,85, 213-218, (2006)
[32] Zar,J.,生物统计分析,(1999),Prentice-Hall
[33] 泽梅尔,A。;Mogilner,A.,微管和肌动蛋白束的运动诱导滑动,Phys。化学。化学。物理。,11, 4821-4833, (2009)
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