Conflicting roles of cell geometry, microtubule deflection and orientation-dependent dynamic instability in cortical array organization
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The self-organization of cortical microtubule arrays within plant cells is an emergent phenomenon with important consequences for the synthesis of the cell wall, cell shape, and subsequently the structure of plants. Mathematical modelling and experiments have elucidated the underlying processes involved. There has been recent interest in the influence of geometric cues on array orientation, be it direct (cell shape) or indirect (tension in the membrane). However, the mechanical influence of membrane curvature on these elastic filaments has largely been ignored. A previous model was proposed to describe how the anchoring process may control the deflection of individual microtubules seeking to minimize bending on a cylindrical cell. We incorporate this process into a model of interacting microtubules and find the cell curvature influence to be significant: the array favours orientations parallel to the direction of elongation rather than the expected transverse direction. Even without elasticity, the geometry of large cells hinders robust microtubule organization. These results suggest the necessity of additional processes to overcome these factors. We propose an orientation-dependent catastrophe rate, hypothetically caused by cellulose microfibrils impeding microtubule polymerization. We find a combination of anchoring and impedance to be sufficient to generate transverse arrays despite the geometric influences. Significance Statement The organization of microtubule (MT) polymers into parallel arrays along the two-dimensional cortex of plant cells is crucial for directional cell growth and plant development. Despite decades of experimentation and more recent computational modelling, understanding the mechanisms that orient cortical MTs remains incomplete. With computational modelling, we have re-examined an assumption common to many models: that MTs grow along straight (geodesic) paths rather than minimizing bending. We model MT bending, and find a significant disruption of transverse MT ordering, especially in larger cells. We find that angle-dependent MT behaviour can counteract the effect of bending in certain contexts.
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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 | 0,002 |
| 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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 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 ».