Signal processing capacity of the cellular sensory machinery regulates the accuracy of chemotaxis under complex cues.
Signal processing capacity of the cellular sensory machinery regulates the accuracy of chemotaxis under complex cues.
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细胞感觉机制的信号处理能力调节复杂线索下趋化性的准确性。
DOI：
10.1016/j.isci.2021.103242
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发表时间：
2021-11-19
期刊：
影响因子：
5.8
通讯作者：
Han B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Moon HR;Saha S;Mugler A;Han B
趋化作用在许多生物过程中普遍存在，但细胞如何感知和破译多种化学线索仍然难以捉摸。在这项研究中，我们假设细胞在复杂提示下的趋化性能受细胞感觉机制的信号处理能力的调节。其基本原理是，体内的细胞应该能够感知和处理多种化学线索，这些线索的大小和成分相互纠缠，以确定它们的迁移方向。我们的实验表明，转化生长因子-β和表皮生长因子的组合通过独立的受体感知这两个信号来抑制癌细胞的趋化性能。基于这一观察，我们建立了一个生物物理框架，认为这种拮抗是由信号处理能力的饱和引起的，而不是由相互抑制引起的。我们的框架暗示了信号处理能力在细胞感觉机制中的重要性。细胞感觉机制可同时感知和破译多种化学信号转化生长因子-β和表皮生长因子联合抑制癌细胞趋化的准确性细胞具有共同通路的物理信号处理能力共同通路的饱和可干扰细胞生物学、数学生物科学、系统生物学
Chemotaxis is ubiquitous in many biological processes, but it still remains elusive how cells sense and decipher multiple chemical cues. In this study, we postulate a hypothesis that the chemotactic performance of cells under complex cues is regulated by the signal processing capacity of the cellular sensory machinery. The underlying rationale is that cells in vivo should be able to sense and process multiple chemical cues, whose magnitude and compositions are entangled, to determine their migration direction. We experimentally show that the combination of transforming growth factor-β and epidermal growth factor suppresses the chemotactic performance of cancer cells using independent receptors to sense the two cues. Based on this observation, we develop a biophysical framework suggesting that the antagonism is caused by the saturation of the signal processing capacity but not by the mutual repression. Our framework suggests the significance of the signal processing capacity in the cellular sensory machinery. Cellular sensory machinery can sense and decipher multiple chemical cues simultaneously Combination of TGF-β and EGF suppresses the chemotactic accuracy of cancer cells Cells have the physical capacity in signal processing with the shared pathway The saturation of the shared pathway can disturb the cells' accurate chemotaxis Cell biology; Mathematical biosciences; Systems biology
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影响因子：
4
作者：
Barberis M;Verbruggen P
通讯作者：
Verbruggen P
影响因子：
64.8
作者：
Alon, U;Surette, MG;Leibler, S
通讯作者：
Leibler, S
影响因子：
3.4
作者：
Mello, Bernardo A.;Tu, Yuhai
通讯作者：
Tu, Yuhai
DOI：
10.1073/pnas.1516503113
发表时间：
2016-02-09
影响因子：
11.1
作者：
Ellison, David;Mugler, Andrew;Levchenko, Andre
通讯作者：
Levchenko, Andre
DOI：
10.1083/jcb.201009059
发表时间：
2011-01-24
期刊：
The Journal of cell biology
影响因子：
--
作者：
Muller PA;Vousden KH;Norman JC
通讯作者：
Norman JC