二次元の興奮系の波の位相形状が、アメーバ細胞の自己組織的な形態ダイナミクスを支配する

Daisuke Taniguchi;...;Satoshi Sawai（2013.3, PNAS)[Phase geometries of two-dimensional excitable waves govern self-organized morphodynamics of amoeboid cells]

理由

これも数理生物で見つけたんだっけか

概要

ランダムに動く粘菌も哺乳類の細胞も、ホスファチジルイノシトール(3,4,5)-3リン酸とFアクチンは膜状を波のように伝播し、突出部を押し出す役割をすることが知られている。しかし、今日でも波の幾何とアメーバの形の変化のパターンの関係性は明らかになっていないままである。ここでは、相図解析を用いて、ランダムに移動する細胞性粘菌の形態ダイナミクスが空間的な位相特異点、すなわち回転する波の中心を示す点の数やトポロジー、そして位置によって特徴化されることを示す。細胞の端近くの単離した特異点は回転する突出が引き起こされ、一方で対の特異点は対称な伸長を支持する。既に存在する波の後ろであらためて核形成されるために、これらの特異点は強い位相リセットによって現れる。理論モデルの解析により、系の興奮性がホスファチジルイノシトール(3,4,5)-3リン酸からPI3-キナーゼの活性化への正のフィードバックによって支配されることが示され、これがF-アクチンを必要とすることを実験的に示した。さらに、モデルに膜変形を組み込むことで、競合する波の幾何がアメーバ形態における観察される準周期的な変化の多くを説明する。

雑記

家にこもるようになってから、ハンバーガーが贅沢品になった