Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cond-mat > arXiv:2508.10114

帮助 | 高级搜索

凝聚态物理 > 软凝聚态物理

arXiv:2508.10114 (cond-mat)
[提交于 2025年8月13日 ]

标题: 活性细胞骨架螺旋的尺寸和频率缩放的物理原理

标题: Physical Principles of Size and Frequency Scaling of Active Cytoskeletal Spirals

Authors:Aman Soni, Shivani A. Yadav, Chaitanya A. Athale
摘要: 细胞骨架丝被表面固定的分子马达运输,一端固定在表面上,在肌球蛋白驱动的肌动蛋白“滑动测定”中观察到它们会螺旋运动。 螺旋的半径与马达密度成指数为-1/3的比例关系,而频率理论上预测与马达密度成指数为4/3的比例关系。 虽然螺旋半径和频率都依赖于马达密度,但理论假设了丝长度的独立性,并且尚未在除了肌动蛋白-肌球蛋白以外的细胞骨架系统中进行验证。 在此,我们重建了驱动微管螺旋运动的动力蛋白并将其实验结果与理论和数值模拟进行比较。 我们表征了螺旋微管的标度定律,并发现半径与力密度的关系与之前的结果一致。 另一方面,频率与力密度成指数约为1/3的比例关系,这与之前的预测相反。 我们还预测螺旋半径与丝长度成正比,频率与丝长度成反比,两者的指数均为约1/3。 一个可变持久长度模型最能解释实验中观察到的长度依赖性。 我们的研究结果将理论、模拟和实验协调起来,提高了我们对细胞骨架丝弹性作用、微管屈曲力学和马达运输以及活性丝物理原理的理解。
摘要: Cytoskeletal filaments transported by surface immobilized molecular motors with one end pinned to the surface have been observed to spiral in a myosin-driven actin 'gliding assay'. The radius of the spiral was shown to scale with motor density with an exponent of -1/3, while the frequency was theoretically predicted to scale with an exponent of 4/3. While both the spiraling radius and frequency depend on motor density, the theory assumed independence of filament length, and remained to be tested on cytoskeletal systems other than actin-myosin. Here, we reconstitute dynein-driven microtubule spiraling and compare experiments to theory and numerical simulations. We characterize the scaling laws of spiraling MTs and find the radius dependence on force density to be consistent with previous results. Frequency on the other hand scales with force density with an exponent of ~1/3, contrary to previous predictions. We also predict that the spiral radius scales proportionally and the frequency scales inversely with filament length, both with an exponent of ~1/3. A model of variable persistence length best explains the length dependence observed in experiments. Our findings that reconcile theory, simulations, and experiments improve our understanding of the role of cytoskeletal filament elasticity, mechanics of microtubule buckling and motor transport and the physical principles of active filaments.
评论: 5个数字
主题: 软凝聚态物理 (cond-mat.soft) ; 生物物理 (physics.bio-ph); 生物大分子 (q-bio.BM)
引用方式: arXiv:2508.10114 [cond-mat.soft]
  (或者 arXiv:2508.10114v1 [cond-mat.soft] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.10114
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Chaitanya A. Athale [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 8 月 13 日 18:20:43 UTC (12,905 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
cond-mat
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-08
切换浏览方式为:
cond-mat.soft
physics
physics.bio-ph
q-bio
q-bio.BM

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号