Nonequilibrium mechanics and athermal fluctuations n cytoplasm

细胞质中的非平衡力学和非热波动

• 批准号: 23684036
• 负责人: MIZUNO Daisuke
• 金额: $ 18.14万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2013-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23684036/
• 关键词: 非平衡力学; 細胞力学; マイクロレオロジー; レビ統計; 生物物理; 揺動散逸定理; 光トラップ; 揺らぎ応答; 非平衡; 力学特性; 細胞; 揺動力; 細胞骨格

We use truncated Lévy statistics model to investigate the non-equilibrium statistics and dynamics of active gel by analyzing the fluctuations of probe particles. The model incorporates both thermal and athermal fluctuations. A single myosin, which acts as a force dipole, in elastic actin network produced a displacement field proportional to 1/r2. We found out that the full displacement distribution of the athermal fluctuations of probe particles follows truncated Lévy distribution with a power law tail exponent 3/2. Sum action of multiple motor proteins, which drives the probe particle, only slowly converges to Gauss distribution because of the 1/r2 spatial decay of the motor impacts.

我们使用截断Lévy统计模型，通过分析探针颗粒的波动来研究活性凝胶的非平衡统计和动力学。该模型包含热波动和非热波动。弹性肌动蛋白网络中充当力偶极子的单个肌球蛋白产生与 1/r2 成比例的位移场。我们发现探针粒子的非热涨落的完整位移分布遵循幂律尾部指数为 3/2 的截断 Lévy 分布。由于运动影响的 1/r2 空间衰减，驱动探针粒子的多个运动蛋白的总作用只能缓慢地收敛到高斯分布。

项目成果

Dynamic behavior of non-equilibrium mechanics in cell models

细胞模型中非平衡力学的动态行为

• 发表时间: 2012
• 作者: Satoshi Maeda;Tetsuya Taketsugu;Koichi Ohno;and Keiji Morokuma;Peijuan Zhang Heev Ayade,Daisuke Mizuno
• 通讯作者: Peijuan Zhang Heev Ayade,Daisuke Mizuno

細胞骨格の非平衡揺らぎと力学特性

细胞骨架的非平衡波动和力学特性

• 发表时间: 2011
• 期刊: 日本物理学会誌
• 作者: S;Ono;金鋼,斉藤真司;水野大介
• 通讯作者: 水野大介

Levy statistics and dynamics in active cytoskeletons

活性细胞骨架的征费统计和动力学

• 发表时间: 2013
• 作者: 水野大介1;Villaruz Lara 1,中益朗子1,池辺詠美1;Head David 2;Daisuke Mizuno
• 通讯作者: Daisuke Mizuno

広帯域マイクロレオロジーにより観測される細胞骨格の非線形かつ異方的かつ非アファインな力学応答

通过宽带微流变学观察细胞骨架的非线性、各向异性和非仿射机械响应

• 发表时间: 2012
• 作者: 水野大介;David Head
• 通讯作者: David Head

揺動散逸定理を破る非平衡揺らぎの時空間構造

违反涨落耗散定理的非平衡涨落的时空结构

• 发表时间: 2012
• 作者: Heev Ayade;Irwin Zaid,山本匠,豊田聖啓;Peijuan Zhang;Julia Yeomans,水野大介;水野大介
• 通讯作者: 水野大介