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 > q-bio > arXiv:0906.2468

帮助 | 高级搜索

定量生物学 > 细胞行为

arXiv:0906.2468 (q-bio)
[提交于 2009年6月15日 ]

标题: 单细胞直接梯度感应的准确性

标题: Accuracy of direct gradient sensing by single cells

Authors:Robert G. Endres, Ned S. Wingreen
摘要: 许多类型的细胞能够准确感知其直径上的化学物质的微弱梯度,使细胞能够向化学源移动或远离。这种趋化能力依赖于细胞从通过扩散到达细胞表面受体的随机粒子中推断梯度的非凡能力。尽管已经探索了细胞浓度感知的物理极限,但尚无关于梯度感知物理极限的理论。在这里,我们使用一个完全吸收球和一个完全监测球作为模型,分别从吸收的表面粒子密度或球形体积内自由扩散粒子的位置推断梯度,推导出这样的理论。我们发现,完全吸收球在浓度和梯度感知方面都优于完全监测球,因为之前观察到的粒子不会被重新测量。吸收球的优势有助于解释细胞表面上存在信号降解酶的现象,例如在黏菌(Dictyostelium discoideum,简称Dicty)中用于降解cAMP的PDE,以及在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae,简称budding yeast)中用于降解α交配因子的BAR1。定量上,我们的理论与最近对Dicty沿cAMP梯度移动的测量结果相符,表明这些细胞在梯度检测的物理极限附近运行。
摘要: Many types of cells are able to accurately sense shallow gradients of chemicals across their diameters, allowing the cells to move towards or away from chemical sources. This chemotactic ability relies on the remarkable capacity of cells to infer gradients from particles randomly arriving at cell-surface receptors by diffusion. Whereas the physical limits of concentration sensing by cells have been explored, there is no theory for the physical limits of gradient sensing. Here, we derive such a theory, using as models a perfectly absorbing sphere and a perfectly monitoring sphere, which, respectively, infer gradients from the absorbed surface particle density or the positions of freely diffusing particles inside a spherical volume. We find that the perfectly absorbing sphere is superior to the perfectly monitoring sphere, both for concentration and gradient sensing, since previously observed particles are never remeasured. The superiority of the absorbing sphere helps explain the presence at the surfaces of cells of signal degrading enzymes, such as PDE for cAMP in Dictyostelium discoideum (Dicty) and BAR1 for mating factor alpha in Saccharomyces cerevisiae (budding yeast). Quantitatively, our theory compares favorably to recent measurements of Dicty moving up a cAMP gradient, suggesting these cells operate near the physical limits of gradient detection.
评论: 2幅图和1张表;补充信息:1幅图
主题: 细胞行为 (q-bio.CB) ; 亚细胞过程 (q-bio.SC)
引用方式: arXiv:0906.2468 [q-bio.CB]
  (或者 arXiv:0906.2468v1 [q-bio.CB] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.0906.2468
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: Proc Natl Acad Sci USA 105:15749 (2008)
相关 DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.0804688105
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Robert Endres [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2009 年 6 月 15 日 16:13:01 UTC (107 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
q-bio.CB
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2009-06
切换浏览方式为:
q-bio
q-bio.SC

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者

1 博客链接

(这是什么?)
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