Tuning ensemble-averaged cargo run length via fractional change in mean kinesin number.
Tuning ensemble-averaged cargo run length via fractional change in mean kinesin number.
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DOI：
10.1088/1478-3975/abf5b3
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发表时间：
2021-05-19
期刊：
影响因子：
2
通讯作者：
Xu J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wilson JO;Zaragoza AD;Xu J
在生物细胞中携带货物的马达的数量并没有很好地定义，而是在统计平均值上从货物到货物变化。因此，对细胞运动性的预测性理解需要对货物的混合集合的定量见解。为了实现这一目标，在这里，我们采用Monte Carlo模拟调查统计合奏的货物进行泊松分布数量的电机。专注于关键的微管为基础的运动驱动蛋白-1，我们的模拟利用实验确定的单驱动蛋白的特性和改变驱动蛋白的开关率所造成的细胞因素和/或物理负荷。我们发现，平均驱动蛋白数量的部分增加增强了整体平均货物行程长度，并放大了行程长度对单驱动蛋白结合速率和解离速率变化的敏感性。随着溶液粘度在细胞报告的范围内增加，这些调谐效果可以进一步增强。总之，我们的数据表明，驱动蛋白数量的生理范围敏感地调谐混合货物群体的运动。这些效应对定量和预测细胞运动及其调节具有丰富的意义。
The number of motors carrying cargos in biological cells is not well-defined, instead varying from cargo to cargo about a statistical mean. Predictive understanding of motility in cells therefore requires quantitative insights into mixed ensembles of cargos. Toward this goal, here we employed Monte Carlo simulations to investigate statistical ensembles of cargos carried by a Poisson-distributed number of motors. Focusing on the key microtubule-based motor kinesin-1, our simulations utilized experimentally determined single-kinesin characteristics and alterations in kinesin’s on- and off-rates caused by cellular factors and/or physical load. We found that a fractional increase in mean kinesin number enhances the ensemble-averaged cargo run length and amplifies run-length sensitivity to changes in single-kinesin on-rate and off-rate. These tuning effects can be further enhanced as solution viscosity increases over the range reported for cells. Together, our data indicate that the physiological range of kinesin number sensitively tunes the motility of mixed cargo populations. These effects have rich implications for quantitative and predictive understanding of cellular motility and its regulation.
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影响因子：
6.1
作者：
Brady ST;Morfini GA
通讯作者：
Morfini GA
DOI：
10.1073/pnas.1107841108
发表时间：
2011-11-22
影响因子：
11.1
作者：
Kunwar, Ambarish;Tripathy, Suvranta K.;Gross, Steven P.
通讯作者：
Gross, Steven P.
DOI：
10.1073/pnas.93.5.1913
发表时间：
1996-03-05
影响因子：
11.1
作者：
Coppin, CM;Finer, JT;Vale, RD
通讯作者：
Vale, RD
影响因子：
7.7
作者：
Andreasson JO;Milic B;Chen GY;Guydosh NR;Hancock WO;Block SM
通讯作者：
Block SM
影响因子：
4.8
作者：
Chaudhary, Abdullah R.;Lu, Hailong;Hendricks, Adam G.
通讯作者：
Hendricks, Adam G.