Regimes of wave type patterning driven by refractory actin feedback: transition from static polarization to dynamic wave behaviour
Notice bibliographique
Résumé
Patterns of waves, patches, and peaks of actin are observed experimentally in many living cells. Models of this phenomenon have been based on the interplay between filamentous actin (F-actin) and its nucleation promoting factors (NPFs) that activate the Arp2/3 complex. Here we present an alternative biologically-motivated model for F-actin-NPF interaction based on properties of GTPases acting as NPFs. GTPases (such as Cdc42, Rac) are known to promote actin nucleation, and to have active membrane-bound and inactive cytosolic forms. The model is a natural extension of a previous mathematical mini-model of small GTPases that generates static cell polarization. Like other modellers, we assume that F-actin negative feedback shapes the observed patterns by suppressing the trailing edge of NPF-generated wave-fronts, hence localizing the activity spatially. We find that our NPF-actin model generates a rich set of behaviours, spanning a transition from static polarization to single pulses, reflecting waves, wave trains, and oscillations localized at the cell edge. The model is developed with simplicity in mind to investigate the interaction between nucleation promoting factor kinetics and negative feedback. It explains distinct types of pattern initiation mechanisms, and identifies parameter regimes corresponding to distinct behaviours. We show that weak actin feedback yields static patterning, moderate feedback yields dynamical behaviour such as travelling waves, and strong feedback can lead to wave trains or total suppression of patterning. We use a recently introduced nonlinear bifurcation analysis to explore the parameter space of this model and predict its behaviour with simulations validating those results.
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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 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».