Seirin Lee，S。;Sukekawa，T。;T·中原。;石井，H。;艾，S.-I。 向慢扩散或快扩散的转变提供了电池同相或反相极性的一般特性。 （英语） Zbl 1434.35260号 数学杂志。生物学。 80，第6期，1885-1917（2020）. 摘要：细胞极性是一个重要的细胞过程，细胞用于各种细胞功能，如不对称分裂、细胞迁移和方向性决定。在不对称细胞分裂中，母细胞在其膜和胞浆内同时产生多种蛋白质的多极性，从而产生两个不同的子细胞。不对称细胞分裂中多重极性的形成被膜的上游极性到胞浆的下游极性的调控系统所控制，这不仅涉及极性的建立，也涉及极性定位。然而，极性定位的机制仍不清楚。在这项研究中，我们发现了多个极性流的一般机制和数学结构，以确定它们的相对位置秀丽线虫胚胎。通过概念建模和模型简化，我们表明，极性的位置关系是由上游极性蛋白质对下游蛋白质扩散动力学过渡过程的调节作用决定的。我们通过分析证明，我们的发现在一般数学条件下成立，这表明可以理解上游和下游动力学之间相对位置的机制，而不依赖于特定类型的生物化学反应，这可能是细胞多流极性动力学的普遍机制。 引用于2文件 MSC公司： 92年第35季度 与生物学、化学和其他自然科学有关的偏微分方程 92立方37 细胞生物学 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{S.Seirin-Lee}等人，《数学杂志》。生物学80，第6期，1885-1917（2020；Zbl 1434.35260） 全文： DOI程序 链接 参考文献： [1] 贝茨，PW；Chen，F.，非局部Allen-Cahn方程行波的谱分析和多维稳定性，数学与应用杂志，27345-57（2002）·Zbl 1121.35322号 ·doi:10.1016/S0022-247X（02）00205-6 [2] 坎帕纳，JP；孙天勇；DJ Montell，《细胞极性的发展和动力学概览》，《细胞科学杂志》，1301201-1207（2017）·doi:10.1242/jcs.188599 [3] Cuenca，AA；Schetter，A。；丙酮，D。；坎普莱斯。；Seydoux，G.，秀丽线虫合子的极化通过不同的建立和维持阶段进行，《发育》，130，1255-1265（2002）·doi:10.1242/dev.00284 [4] 丹尼尔斯，BR；Perkins，EM公司；多布罗斯基，TM；太阳，SX；Wirtz，D.，通过二元逆扩散介导秀丽隐杆线虫合子中pie-1的不对称富集，《细胞生物学杂志》，184，4，473-479（2009）·doi:10.1083/jcb.200809077 [5] 丹尼尔斯，BR；Dobrowsky，TM；EM珀金斯；太阳，SX；Wirtz，D.，通过差异扩散介导的秀丽线虫早期胚胎中的Mex-5富集，《发育》，1372579-2585（2010）·doi:10.1242/dev.051326 [6] Dunford，N。；Schwartz，JT，线性算子，部分，谱理论，希尔伯特空间中的自伴算子（1988），纽约：威利，纽约 [7] 戈林，西北部；Hoege，C。；格栅，SW；Hyman、AA、PAR蛋白在极化秀丽线虫胚胎的前后边界自由扩散，细胞生物学杂志，193，3，583-594（2011）·doi:10.1083/jcb.201011094 [8] Gönczy P（2005）胚胎中的不对称细胞分裂和轴形成。WormBook.org，10.1895/WormBook.1.30.1 [9] 格里芬，爱沙尼亚州；奥德，DJ；Seydoux，G.，通过空间分离的激酶/磷酸酶循环调节MEX-5梯度，细胞，146955-968（2011）·doi:10.1016/j.cell.2011.08.012 [10] Hoege，C。；Hyman，AA，秀丽隐杆线虫胚胎PAR极性原理，分子细胞生物学，14，315-322（2013） [11] Jilkine，A。；Edelstein-Keshet，L.，《细胞极性的发展和动力学概览》，《公共科学图书馆·计算生物学》，第7期，第1001121页（2011年）·doi:10.1371/journal.pcbi.1001121 [12] Knoblich，JA，不对称干细胞分裂的机制，cell，132583-597（2008）·doi:10.1016/j.cell.2008.02.007 [13] 库恩，T。；伊哈莱宁，TO；Hyvalooma，J。；浮渣，N。；Willman，旧金山；Langowski，J。；Vihinen Ranta，M。；Timonen，J.，哺乳动物细胞质中的蛋白质扩散，PLoS ONE，6，8，e22962（2011）·doi:10.1371/journal.pone.0022962 [14] Kuwamura，M。；Seirin-Lee，S。；Ei，S-I，与细胞外信号极化相关的反应扩散系统中局部单峰模式的动力学，SIAM J Appl Math，78，6，3238-3257（2018）·Zbl 1401.35182号 ·doi:10.1137/18M1163749 [15] Mori，Y。；Jilkine，A。；Edelstein-Keshet，L.，双稳态反应扩散系统的波斑和细胞极性，生物物理学J，94，3684-3697（2008）·doi:10.1529/biophysj.107.120824 [16] Mori，Y。；Jilkine，A。；Edelstein-Keshet，L.，细胞极化反应扩散模型中波击的渐近和分岔分析，SIAM J Appl Math，71，1401-1427（2011）·Zbl 1232.92046号 ·数字对象标识码：10.1137/10079118X [17] 莫特基，F。；Seydoux，G.，《PAR网络：对称断路系统中的冗余和鲁棒性》，Philos Trans R Soc B，36820130010（2013）·doi:10.1098/rstb.2013.0010 [18] Ogiwara，T.，《收敛导致有序保守动力学系统及其在分子马达系统中的应用（非线性偏微分方程、动力学系统及其应用）》，RIMS Kokyuroku，1881，43-56（2014） [19] 大冢，M。；石原慎太郎。；公司，C。；Kaibuchi，K。；Mochizuki，A。；Kuroda，S.，《一个质量守恒的反应扩散系统捕获细胞极性的特性》，《公共科学图书馆·计算生物学》，3，6，e108（2007）·doi:10.1371/journal.pcbi.0030108 [20] 普罗特，MH；Weinberger，HF，微分方程中的极大值原理（1984），纽约：Springer，纽约·Zbl 0549.35002号 [21] Seirin-Lee，S.，不对称细胞分裂期间细胞外信号的极性形成定位，《Theor Biol杂志》，400，52-64（2016）·Zbl 1343.92133号 ·doi:10.1016/j.jtbi.2016.04.004 [22] Seirin-Lee，S。；Shibata，T.，不对称细胞分裂的细胞极性形成中的自组织和平流运输，《Theor Biol杂志》，382，1-14（2015）·Zbl 1343.92134号 ·doi:10.1016/j.jtbi.2015.06.032 [23] Tenlen，JR；莫尔克，JN；北伦敦。；页码，BD；Priess，JR，Mex-5在一个细胞中的不对称秀丽隐杆线虫胚胎需要par-4和par-1依赖性磷酸化，Development，1353665-3675（2008）·doi:10.1242/dev.027060 [24] Trong，PK；EM尼古拉；戈林，西北部；库马尔，KV；Grill，SW，细胞极性模型的参数空间拓扑，新物理学杂志，16，065009（2014）·doi:10.1088/1367-2630/16/6/065009 [25] Wu，F.，Sherman-Morrison-Woodbury线性积分微分方程公式，数学问题工程，2016，9418730（2016）·Zbl 1400.35214号 [26] Wu，Y。；张，H。；Griffin，EE，通过局部控制秀丽隐杆线虫合子中蛋白质流动性实现细胞质浓度梯度之间的耦合，分子生物学细胞，17，2963-2970（2015）·doi:10.1091/mbc。图15-05-0302 [27] Wu，Y。；Han，B。；李毅。；蒙罗，E。；奥德，DJ；Griffin，EE，《秀丽隐杆线虫合子中快速扩散状态切换不定稳定细胞质梯度》，PNAS，115，36，E8440-E8449（2018）·doi:10.1073/pnas.1722162115 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。