Forced and spontaneous symmetry breaking in cell polarization.
Forced and spontaneous symmetry breaking in cell polarization.
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DOI：
10.1038/s43588-022-00295-0
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发表时间：
2022-08
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Shvartsman, Stanislav
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Miller, Pearson W.;Fortunato, Daniel;Muratov, Cyrill;Greengard, Leslie;Shvartsman, Stanislav
打破方程的对称性如何改变其解的对称性？在这里，我们系统地研究如何减少潜在的对称性，从球形到轴对称的影响动力学的原型模型的细胞极化，生物空间自组织的一个关键过程。细胞极化的特点是非线性和非局部动力学，但我们克服了这些特点带来的理论挑战，通过引入一个广泛适用的数值方案，使我们能够有效地研究连续模型在广泛的几何形状。数值结果的指导下，我们发现了一个动态层次的时间尺度，使我们能够减少松弛到一个纯粹的几何问题的面积保持测地线曲率流。通过应用变分的结果，我们解析地构建了一些生物相关的形状上的稳定状态。在这样做的时候，我们揭示了对称性破缺的非平凡解。
How does breaking the symmetry of an equation alter the symmetry of its solutions? Here, we systematically examine how reducing underlying symmetries from spherical to axisymmetric influences the dynamics of an archetypal model of cell polarization, a key process of biological spatial self-organization. Cell polarization is characterized by nonlinear and non-local dynamics, but we overcome the theory challenges these traits pose by introducing a broadly applicable numerical scheme allowing us to efficiently study continuum models in a wide range of geometries. Guided by numerical results, we discover a dynamical hierarchy of timescales that allows us to reduce relaxation to a purely geometric problem of area-preserving geodesic curvature flow. Through application of variational results, we analytically construct steady states on a number of biologically relevant shapes. In doing so, we reveal non-trivial solutions for symmetry breaking.
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影响因子：
16.6
作者：
Brauns F;Pawlik G;Halatek J;Kerssemakers J;Frey E;Dekker C
通讯作者：
Dekker C
DOI：
10.1103/physreve.95.012401
发表时间：
2017-01
期刊：
Physical review. E
影响因子：
--
作者：
Camley BA;Zhao Y;Li B;Levine H;Rappel WJ
通讯作者：
Rappel WJ
影响因子：
8.6
作者：
Mietke, Alexander;Jemseena, V;Juelicher, Frank
通讯作者：
Juelicher, Frank
影响因子：
19.6
作者：
Gross, Peter;Kumar, K. Vijay;Grill, Stephan W.
通讯作者：
Grill, Stephan W.
影响因子：
8.6
作者：
Brauns, Fridtjof;Weyer, Henrik;Frey, Erwin
通讯作者：
Frey, Erwin