Deterministic Versus Stochastic Cell Polarisation Through Wave-Pinning
Notice bibliographique
Résumé
Cell polarization is an important part of the response of eukaryotic cells to stimuli, and forms a primary step in cell motility, differentiation, and many cellular functions. Among the important biochemical players implicated in the onset of intracellular asymmetries that constitute the early phases of polarization are the Rho GTPases, such as Cdc42, Rac, and Rho, which present high active concentration levels in a spatially localized manner. Rho GTPases exhibit positive feedback-driven interconversion between distinct active and inactive forms, the former residing on the cell membrane, and the latter predominantly in the cytosol. A deterministic model of the dynamics of a single Rho GTPase described earlier by Mori et al. exhibits sustained polarization by a wave-pinning mechanism. It remained, however, unclear how such polarization behaves at typically low cellular concentrations, as stochasticity could significantly affect the dynamics. We therefore study the low copy number dynamics of this model, using a stochastic kinetics framework based on the Gillespie algorithm, and propose statistical and analytic techniques which help us analyse the equilibrium behaviour of our stochastic system. We use local perturbation analysis to predict parameter regimes for initiation of polarity and wave-pinning in our deterministic system, and compare these predictions with deterministic and stochastic spatial simulations. Comparing the behaviour of the stochastic with the deterministic system, we determine the threshold number of molecules required for robust polarization in a given effective reaction volume. We show that when the molecule number is lowered wave-pinning behaviour is lost due to an increasingly large transition zone as well as increasing fluctuations in the pinning position, due to which a broadness can be reached that is unsustainable, causing the collapse of the wave, while the variations in the high and low equilibrium levels are much less affected.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».