発生遷移の反応拡散モデルにおけるサイズに制御される対称性の乱れ

Jake Cornwall Scoones;...;Shiladitya Banerjee(2020.7, Cells)[Size-Regulated Symmetry Breaking in Reaction-Diffusion Models of Developmental Transitions]

理由

反応拡散の再勉強

概要

多細胞生物の発生は、一連の形態形成や細胞状態の遷移を通じて進行する。この細胞状態の遷移が自己組織化の過程によって均一な受精卵を複雑な成体へ変形させる。これらの遷移の多くは、自発的な対称性の破れのメカニズムによって達成されることで、上流から情報を供給されることなく、細胞や組織が局所的な相互作用を活かしてパターンや極性を得ることができる。理論と実験を組み合わせることで、これらのシステムが発生遷移中にどのように対称性を破るのかが解明された。このような遷移が多数あり、それらの時間的な順序が重要であると考えると、同様に重要な問題は、これらの発生遷移がどのように時間と協調するかである。我々のケーススタディとして、対称性の破れのための最小の質量保存の基質消費モデルを用いて、細胞と組織が反応拡散駆動型の対称性の破れと発生遷移のタイミングと協調するメカニズムを解明した。このことから、パターンモードの系のサイズにおける依存性は、発生する生物が時間を測定する一般的な原理である可能性があることを議論する。成長する領域上で計算するこのモデルの異なる形態を解析することで、時計的、タイマー的そしてスイッチ的な動態が可能な3つの異なる振舞いを組み立てた。これらの振舞いを、実験的に記述された発生タイミングのケーススタディと関連付けて、発生する生物がどのように発生遷移を協調させるのかを問う最小の概念的な枠組みを提供する。

雑記

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