Fiber plucking by molecular motors yields large emergent contractility in stiff biopolymer networks
细胞的机械性质主要取决于其细胞骨架的张力，细胞骨架是一种生物聚合物网络，由活性马达蛋白施加压力。虽然已知网络的纤维性质强烈影响这些力向细胞尺度的传递，但我们对这一过程的理解仍然不完整。在这里，我们调查通过网络在单个细丝水平的力的传输，并表明，积极的力量可以几何放大的横向电机产生的力“拔”的纤维，并引起非线性张力。在刚性和密集连接的网络中，这种张力导致大的网络范围的拉伸应力，远远超过了线弹性理论的预期。这种放大机制与最近表征的由于纤维屈曲引起的网络水平放大竞争，这表明纤维网络为生命系统放大其分子力提供了几种不同的途径。
2018-05-12 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Dynamics of relaxation to a stationary state for interacting molecular motors
马达蛋白是一种具有活性的酶分子，它驱动着多种生物学过程，包括遗传信息的传递、细胞运输、细胞运动和肌肉收缩。众所周知，这些生物分子马达通常通过集体行动来执行其细胞任务，并且在指定整体集体行为的个体马达之间存在相互作用。与马达蛋白集体动力学相关的基本问题之一是它们是否在稳态条件下发挥作用的问题。为了研究这个问题，我们分析了相互作用的分子马达系统到定态的弛豫。我们的方法利用了一个最近开发的理论框架，该框架将马达蛋白的集体动力学视为相互作用粒子的完全不对称的简单排斥过程，其中通过一种物理上一致的方法考虑相互作用。弛豫到稳态的动力学分析使用依赖于平均场描述的畴壁方法，该方法考虑了一些相关性。结果表明，系统在排斥作用下会迅速弛豫，而吸引作用总是减慢到达定态的速度。它还预测，对于一些参数范围内的最快的弛豫可能实现弱排斥相互作用。我们的理论预测与Monte Carlo计算机模拟进行了测试。我们的研究结果对生物系统的影响进行了简要讨论。
2017-08-02 cond-mat.soft
Computational modelling of the collective stochastic motion of Kinesin nano motors
我们建立了一个二维随机分子动力学模型，用于描述生物马达，特别是驱动蛋白在微管轨道上的细胞内集体运动。该模型能够或再现沿微管定向运动的手-手机制。该模型给出了驱动蛋白沿微管的平均定向速度和电流。结果表明，当驱动蛋白的密度超过一定值时，系统的平均速度和电流会显著降低，这是由于系统中形成了交通堵塞。
2010-06-21 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Bistability, oscillations and bidirectional motion of ensemble of hydrodynamically-coupled molecular motors
我们分析了流体动力学耦合分子马达的集体行为。我们表明，由电机位移引起的局部通量可以引起实验观察到的货物和囊泡的双向运动。通过一个平均场的方法，我们表明，持续的振荡，以及cross-collective电机运动出现，即使是非常大的收集电机，当热噪声是无关紧要的。该分析澄清了负责这种动态的物理机制，通过确定相关的耦合参数和它的依赖关系的几何形状的流体动力耦合，以及系统的大小。我们量化的相图的不同阶段的特点的集体运动的流体动力学耦合电机和持续振荡可以达到生物相关的参数，从而证明在细胞内运输的流体动力学相互作用的相关性。
2017-10-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
Motor antagonism dictates emergent dynamics in active double networks tuned by crosslinkers
本研究构建了由 kinesin 和 myosin 驱动并受交联剂调节的 actin-microtubule 双网络，揭示了马达拮抗与交联对非平衡动力学和结构演化的相反调控作用，并将多尺度动力学归纳为三大普适类别。
2023-05-19 cond-mat.soft physics.bio-ph
Sufficient conditions for the additivity of stall forces generated by multiple filaments or motors
分子马达和细胞骨架丝在大多数情况下在相反的力下共同工作。这种相反的力可能是由于马达携带的货物或来自细胞膜挤压细胞骨架丝的阻力。最近的一些研究表明，由多个细胞骨架细丝或分子马达产生的集体最大力（失速力）可能并不总是单个细丝或马达的失速力的简单总和。为了理解这种过剩或赤字的集体力量，我们研究了广泛的一类模型的细胞骨架丝和分子马达。我们认为，由一组灯丝或电机产生的失速力是加性的，即$N$数量的灯丝（电机）的失速力是$N$倍的一个灯丝（电机）的失速力，当系统在失速平衡。相反，我们表明，这种添加剂的属性通常不成立时，系统在失速不平衡。因此，我们提出了一个新的和统一的理解现有的模型表现出这种非加性，并概括我们的论点，通过开发新的模型，证明这种现象。我们还提出了一个类似于热力学效率的量，可以很容易地预测这种偏离失速力加性的灯丝和电机集体。
2016-09-26 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Catch bond mechanism in Dynein motor driven collective transport
最近的实验表明，动力蛋白马达表现出捕获键合行为，其中单个动力蛋白的解键速率随着力的增加而减小，对于一定范围的力。受这些实验的启发，我们提出了一个模型，捕捉绑定动力蛋白使用阈值力键变形（TFBD）模型，其中捕捉绑定集在超过一个临界施加的负载力。在此模型框架内，我们研究了捕获结合对多个动力蛋白马达所携带的细胞货物的单向运输特性的影响。我们发现捕获键合可以导致运输特性的巨大变化，这与驱动蛋白驱动的单向运输形成鲜明对比，其中捕获键合是不存在的。我们预测，在某些条件下，蜂窝状货物的平均速度实际上可以随着施加的载荷的增加而增加。我们用捕获键强度和电机失速力参数空间中的速度剖面相位图来表征输运性质。这个相图产生的预测，可以通过适当的修改电机运输和绑定性能的实验访问。我们的工作需要重新审视现有的集体双向运输的细胞货物的动力蛋白在本文中描述的捕获键效应预计将发挥至关重要的作用的理论。
2016-02-07 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Kinesin-driven de-mixing of cytoskeleton composites drives emergent mechanical properties
本研究结合实验与模拟表征驱动蛋白重构的肌动蛋白-微管复合物力学特性，发现中等马达浓度下的相分离会引发涌现刚度，揭示了结构-力学耦合实现刚度增强的新机制。
2025-01-13 cond-mat.soft
Emergent Structural Mechanisms for High-Density Collective Motion Inspired by Human Crowds
大型人群的集体运动往往取决于他们的密度。在重金属音乐会和黑色星期五销售活动等极端情况下，运动由物理交互而不是传统的社会规范主导。在这里，我们研究一个活性物质模型的灵感来自于大群人聚集在一个共同感兴趣的点的情况。我们的分析采取了一种方法开发的堵塞颗粒介质，并确定戈德斯通模式，软点，随机共振作为结构驱动的机制，潜在的危险紧急集体运动。
2016-06-30 cond-mat.soft physics.soc-ph
On the spontaneous collective motion of active matter
自发定向运动是细胞生物学的一个标志，在经典统计物理学中是不寻常的。在这里，我们研究，使用数值和分析方法，有组织的运动模型的细胞骨架中的成分是由能量消耗的电机驱动。虽然由小步进电机驱动的系统由有效温度描述，因此是静态的，但在更高阶的步长下，出现了均匀和不均匀的流动和振荡行为。对外力负敏感的马达导致了一个明显的负温度系统，在这个系统中，美丽的结构形成了类似于细胞分裂中看到的紫苑。
2011-06-30 cond-mat.soft q-bio.CB
Emergent Active Clusters through Wave-Mediated Interactions
Nanjing University（南京大学）；University of Oxford（牛津大学）
本文通过场介导的动力学键实现结构稳定与动态自由的平衡，展示出通过共享场调控活性物质系统结构与运动的可行性。
2026-07-22 cond-mat.soft
Emergent interactions lead to collective frustration in robotic matter
Max-Planck-Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯-普朗克复杂系统物理研究所）；GISC, Universidad Rey Juan Carlos（GISC，雷奥恩卡洛斯大学）
该研究通过一维随机粒子系统，展示了机器人物质中涌现的集体行为，包括自组织、挫败态及密度依赖的相变，确立了其作为非平衡物理平台的地位。
2026-09-18 cond-mat.soft cs.RO
Clustering of chemically propelled nanomotors in chemically active environments
本文通过模拟与理论分析表明，化学活性介质中的 Turing 模式和螺旋波等时空结构可引导化学驱动纳米马达形成独特集体模式。
2024-03-02 cond-mat.soft nlin.AO nlin.PS
Emergent collective behavior of cohesive, aligning particles
本文提出了一个内聚和对齐自驱动粒子的极简模型，通过加性非互易力矩建立内聚性并与对齐力矩竞争，揭示了六种具有不同静态和动态特性的集体状态，且模型表现出多重稳定性。
2025-01-28 cond-mat.soft
Emergent behavior in active colloids
活性胶体是微观粒子，其通过将从其环境中提取的能量转化为定向运动而在粘性流体中自推进。我们首先解释如何artificial microswimmer向前移动产生近表面的流场通过自泳或自诱导Marangoni效应。然后，我们讨论了通用功能的动态单个活性胶体在散装和禁闭，以及在重力，场梯度和流体流动的存在下。在第三部分中，我们回顾了活性胶体悬浮体的涌现集体行为，着重于它们的结构和动力学性质。在总结实验观察的基础上，我们对集体运动的活性胶体模型的进展进行了概述。虽然活跃的布朗粒子被大量用于研究大尺度的集体动力学，但需要更先进的方法来探索流体动力学和泳动粒子相互作用的重要性。最后，提出了量化涌现集体行为的物理方法。
2016-01-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Emergent collective heat engines from neighborhood-dependent thermal reservoirs
本文提出一类邻域依赖热库的集体热机，可映射为随机意见模型，通过调节中间热库实现功率、效率与耗散的折衷，并研究拓扑结构的影响。
2025-09-09 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective dynamics of microtubule-based 3D active fluids from single microtubules
驱动蛋白驱动的、基于微管的3D活性流体的自组织依赖于单个微管的集体动力学。然而，宏观流体流动和微管的微观运动之间的联系仍然不清楚。在这项工作中，单微管的运动的特点是通过二维滑动分析，并与三维活性流体的流动进行比较。虽然这两个系统的规模相差1,000倍，但两者都是由进行性、非进行性或两种分子马达蛋白的相等混合物驱动的。为了寻找两个系统之间的动态相关性，通过改变温度和ATP浓度来调节运动活动，并比较两个系统的变化。马达的持续合成能力发挥了重要作用，在活跃的流体流动，但只有当流体几乎不动，否则，流量占主导地位的流体动力学阻力控制的样本大小。此外，虽然发动机的热反应导致主动流体随着温度的升高而流动得更快，但这种温度依赖性可以通过引入温度变化的耗尽剂来逆转，强调耗尽剂在设计主动流体的温度响应中的潜在作用。活性流体的温度响应几乎是立即的（<10秒）。这样的特性使得能够用温度开关控制活性流体。总的来说，这项工作不仅澄清了温度在活跃流体活动中的作用，而且揭示了活跃流体的集体动力学与其组成的单个微管的动力学之间关系的基本原理。
2019-04-26 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Emergent collective phenomena in a mixture of hard shapes through active rotation
我们研究了凹形状旋转驱动自旋器的集体现象。每个旋转器在顺时针或逆时针方向上承受恒定的内部扭矩。虽然旋转器被建模为硬，否则非相互作用的刚体，我们发现，他们的积极运动诱导一个有效的相互作用，有利于在同一方向上的旋转。随着密度和活性的增加，相分离通过旋节分解发生，以及自组织成旋转晶体。我们观察到出现的合作，超扩散运动沿接口，它可以传输不活跃的测试粒子。我们的研究结果表明，主动旋转粒子的新的相行为是不可能的线性推进或在非驱动，相同的硬粒子的平衡系统。
2013-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Emergent collective motion of self-propelled condensate droplets
本研究揭示固体基底覆盖薄油膜时冷凝水滴自发涌现的蛇形及圆周集体运动，其自推进由合并小液滴释放的界面能驱动，具有传热与集水应用潜力。
2023-11-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Many-body dynamics of chemically propelled nanomotors
利用粗粒化微观动力学模型研究了由催化球和非催化球在准二维受限几何中形成的化学推进球二聚体马达的集体行为.将燃料转化为产物的催化球处的化学反应产生耦合到溶剂自由度的力，这是微观动力学中的动量守恒的结果。多体系统的集体行为受马达之间的直接分子间相互作用、化学梯度引起的趋化效应、流体动力学耦合和热噪声的影响。分离成高，低密度相和全球均匀的状态与强波动的电动机特性的函数进行了研究。这种行为的因素进行了讨论的背景下，积极的布朗模型。
2017-08-06 cond-mat.soft
Tunable dynamics of microtubule based active isotropic gels
我们研究了由驱动蛋白分子马达簇驱动的成束微管活性凝胶的动力学。加入ATP后，数千个分子马达的协调作用将凝胶驱动到高度动态的类似于胶体的状态，这种状态持续数小时，并且仅受组成蛋白质的稳定性和化学燃料的可用性的限制。我们的特征如何增强运输和紧急宏观流动的活性凝胶依赖于相关的分子参数，包括ATP，驱动蛋白电机，和耗尽浓度，微管体积分数，以及化学计量的组成电机集群。我们的研究结果表明，基于微管的活性凝胶的动力学和结构特性是高度可调的。它们还表明存在最佳浓度的分子马达，其使活性各向同性MT凝胶的远离平衡的活性最大化。
2014-09-26 cond-mat.soft
Structure and dynamics of motor-driven microtubule bundles
将活性材料的大规模涌现行为与其组分的微观性质联系起来是一项挑战，因为缺乏有关此类系统的多尺度动力学和结构的数据。我们通过研究聚乙二醇（一种拥挤剂）对微管束和驱动蛋白-14分子马达的影响来解决这个问题。在低浓度或高浓度聚乙二醇存在下组装的束产生类似的净延伸行为。然而，随着聚乙二醇浓度的增加，微管在束中的运动从双向滑动与延伸过渡到纯延伸没有滑动。小角X射线散射表明，微管动力学的过渡是伴随着从一个开放的六边形到一个压缩的矩形晶格的束中的微管的重排。这些结果表明，尽管微管束和分子马达具有非常不同的内部结构和动力学，但它们可以显示出相似的介观伸展行为。
2022-09-14 cond-mat.soft
Tailoring collective motion of kinesin-driven microtubules via topographic landscapes
生物分子马达蛋白通过消耗从ATP水解获得的化学能来产生力，是组织活细胞中广泛的细胞骨架结构的关键。这种细胞骨架结构的控制有利于可编程蛋白质图案化;然而，由于用于控制斑图形成的工程方法的不发达，我们目前的知识是有限的。在这里，我们展示了定制的组装模式的驱动蛋白马达驱动的微管（MT）通过设计制造的微孔的边界形状。我们发现沿微孔壁的MT束结构和垂直于壁的桥接结构。通过自推进杆理论的证实，我们进一步表明，由边界形状定义的MT的排列决定了组装图案的过渡，为在微通道中重建桥结构提供了蓝图。我们的研究结果提供了一个几何规则来定制的纳米技术应用的细胞骨架和马达蛋白的自组织。
2021-10-12 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Emergent collective chemotaxis without single-cell gradient sensing
本研究提出一种无需单细胞梯度感知的集体趋化新机制，指出受趋化因子调控的运动接触抑制可使细胞团产生定向运动，并给出解析公式与验证方法。
2015-12-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Leveraging Collective Effects in Externally Driven Colloidal Suspensions: Experiments and Simulations
在这篇综述文章中，我们专注于外部驱动的胶体悬浮液中的集体运动，以及如何利用这些集体效应用于微流体应用。我们强调流体动力学相互作用的主导作用，在自组装，紧急行为，运输和混合性质的胶体悬浮液。一个特别强调的是最近的数值方法来模拟驱动胶体悬浮液在大尺度上。结合实验，他们帮助我们了解紧急动力学，并确定控制参数的个人和集体运动的胶体悬浮液。
2018-10-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Emergent collective dynamics of bottom-heavy squirmers under gravity
我们提出的流体动力学模拟的结果，使用多粒子碰撞动力学的方法在低雷诺数下的重力的影响下移动的蠕动microswimmer系统。此外，蠕动是底部重，使他们经历的扭矩，使他们沿着垂直对齐。蠕动相互作用流体动力学的stokeslet和rotlet，这是由重力和扭矩的作用，分别启动，并通过自己的流场的流场。通过改变游泳的体积沉降速度和扭矩的比例，我们确定了中性蠕动以及强大的推动者和拉动者的紧急集体动力学的状态图。对于低的游泳速度和扭矩，我们观察到常规的沉积，而沉积轮廓变得倒置时，它们的值增加。对于中性的蠕动，我们发现对流卷的循环蠕动之间的两个沉降状态，这坐在系统的底部，并由集体下沉蠕动的羽流喂养。在更大的扭矩多孔集群发生产卵单蠕动。后两种状态也可以从均匀的蠕动分布开始瞬时发生，然后在长时间限制内消失。对于强推力和拉力只有弱羽形成观察。
2020-05-12 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Partial vision leads to an unexpected emergent collective behavior in active aligning particles
Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；GISC（马德里国际中心）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
该研究通过提出含两个非重叠角视锥的广义Vicsek模型，揭示主动对齐粒子中部分视觉可涌现意外集体行为，为活性物质相关相互作用提供新见解。
2026-09-02 cond-mat.soft physics.comp-ph
Mechanical response of active gels
我们研究了一个模型的活性凝胶的交联半柔性丝与其他活性接头，如肌球蛋白II簇。我们表明，耦合的半柔性长丝的机械性能的电机的弹性导致收缩行为的凝胶，定性与实验观察。然而，马达软化了凝胶的零频率弹性常数。当集体电动机动力学被纳入模型中时，获得了在高频率下的网络硬化。控制低频和高频网络弹性之间的交叉的频率根据马达和细丝的微观特性进行估计，并且可以低至10^（-3）Hz。
2008-07-18 cond-mat.soft
The interplay between activity and filament flexibility determines the emergent properties of active nematics
活性向列相是微观驱动的液晶，其表现出以拓扑缺陷的产生和湮灭为特征的动态稳定状态。出于实验实现这样的系统由生物聚合物细丝和马达蛋白质，我们描述了一个大规模的模拟研究的粒子为基础的计算模型，明确纳入了半柔性的生物聚合物。我们发现，能量注入到系统中的粒子尺度优先激发弯曲变形，重整化的细丝弯曲模量更小的值。的新兴特性的活动的活性的弯曲模量取决于活动和灵活性，只有通过这种活动重整化弯曲模量，表明材料参数，如弗兰克“常数”必须明确取决于活动的连续流体动力学描述的一个活动的弯曲模量。此外，我们提出了一个系统的方法来估计这些材料参数的变形场和缺陷形状的观察实验或模拟数据。
2018-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Emergent collective behavior of active Brownian particles by visual perception
研究通过最小认知群集模型模拟自转向活性布朗粒子，发现视觉感知驱动的取向响应可产生多种自组织结构，其动力学行为与平衡态胶体系统显著不同。
2022-06-15 cond-mat.soft
Emergent collective dynamics from motile photokinetic organisms
本研究通过三维个体模型揭示光动力与趋重力性如何产生四种昼夜垂直迁移模式，并发现游泳不对称比和佩克莱数决定状态，强调光梯度在生态自组织中的核心作用。
2025-06-23 cond-mat.soft
Emergent functional dynamics of link-bots
Seoul National University（首尔大学）；Harvard University（哈佛大学）
研究通过简单空间位阻交互约束提出link-bot活性机器人链，无需智能或复杂控制即可实现移动、导航等可编程集群行为，为可编程软机器人系统开发提供新方法。
2024-11-12 cond-mat.soft cs.RO
Microscopic contact line dynamics dictate the emergent behaviors of particle rafts
本研究针对颗粒筏宏观集体特性与微观颗粒行为关联缺失的问题，结合实验与第一性原理建模揭示其力学特性的颗粒尺度起源，构建相图界定坍塌模式条件并实现失效模式调控，强调其双重性质。
2025-02-16 cond-mat.soft
Engineering sensorial delay to control phototaxis and emergent collective behaviors
从自主移动个体的相互作用中出现的集体运动在许多现象中起着关键作用，从细菌菌落的生长到机器人群的协调。为了让这些集体行为站稳脚跟，个人必须能够发出、感知和反应信号。在处理简单的生物体和机器人时，这些信号必然是非常基本的，例如，细胞可能通过释放化学物质来发出信号，机器人可能通过发光来发出信号。由于个体的运动通常是嘈杂的，因此出现了额外的挑战，例如，细胞的取向可以通过布朗运动而改变，并且机器人的取向可以通过不平坦的地形而改变。因此，重点是实现复杂的和可调的行为，从简单的自治代理相互通信的鲁棒的方式。在这里，我们表明，感知和反应信号之间的延迟可以确定独立的代理人，其运动本质上是嘈杂的个人和集体的长期行为。我们的实验表明，集体行为的一组趋光性机器人能够发出一个径向衰减的光场，可以调整从隔离到聚集和集群，通过控制延迟，他们改变他们的推进速度，响应于他们测量的光强度。我们跟踪这个过渡到这个系统的基本动力学，特别是机器人的感觉延迟时间和机器人的随机重新定位的特征时间之间的比率。在数值的支持下，我们讨论了如何将相同的机制应用于控制主动代理，例如空中无人机，在三维空间中移动。
2015-11-14 cond-mat.soft nlin.AO physics.bio-ph
To cross or not to cross: collective swimming of Escherichia coli under two-dimensional confinement
大量流体中的细菌集体游动，并显示出迷人的涌现动力学。虽然细菌集体游泳的三维（3D）的几何形状已经得到了很好的研究，其对应的限制二维（2D）的几何形状相关的自然栖息地的细菌仍然知之甚少。在这里，通过精心设计的实验大肠杆菌在Hele-Shaw室，我们表明，一个小的变化程度的限制导致细菌集体游泳的急剧变化。虽然在相遇过程中可以交叉的细菌会出现长程极序，但腔室高度的略微降低会阻止交叉，导致形成短程极序的细菌簇。通过跟踪单个细菌的游泳动力学，我们揭示了这两个集体阶段的微观起源。我们的研究提供了重要的见解限制下的细菌集体游泳，并展示了一种方便的方法来控制集体阶段的涌现对称性。
2021-11-14 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Amorphous Entangled Active Matter
无定形纠缠系统的设计，特别是从软材料和活性材料，有可能打开令人兴奋的新类别的活性，形状变化，和任务能力的“智能”材料。然而，从单个粒子的局部相互作用中产生的全局涌现机制还没有得到很好的理解。在这项研究中，我们在三个不同的例子中研究了无定形纠缠系统的涌现特性：一个硅“smarticle”集合，它的机器人物理链，以及蠕虫斑点（L. variegatus）。在模拟中，我们研究如何材料属性的变化，由动态三连杆机器人组成的集体。我们比较了三种控制集体纠缠的方法：外部振荡，形状变化和内部振荡。我们发现，大幅度的变化的颗粒的形状使用的形状变化的程序产生的最高的平均纠缠数，相对于纵横比（l/w），提高了集体的拉伸强度。我们展示了这些模拟在两个实验系统中的应用：机器人链和纠缠蠕虫斑点。在机器人物理模型中，我们发现应变受限集体时出现的拉胀行为。最后，我们展示了如何通过水中的溶解氧来控制一个斑点中的单个蠕虫活动，从而导致生活纠缠集体的复杂涌现特性，例如固体般的纠缠和翻滚。总的来说，我们的工作揭示了未来形状调节的潜在软机器人系统可能动态改变其材料特性的原理，推进了我们对生活纠缠材料的理解，同时激发了新的合成新兴超级材料。
2022-07-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Crosstalk between non-processive myosin motors mediated by the actin filament elasticity
许多生物学过程涉及与细胞骨架相互作用的分子马达的作用。有些过程，如货物的运输，主要是通过单个电机的动作来实现的。其他的，如细胞运动和分裂，需要许多马达的协同工作。集体运动动力学可能相当复杂和出乎意料。一个很好的例子是纤维的双向（“来回”）运动，这是当一组内的马达向相反方向施加力时引起的。这篇评论解决了最近的实验工作中出现的难题，它已被证明，双向运动的特征反转时间实际上是独立的电机的数量。这一结果与现有的理论模型相矛盾，该模型预测反转时间随系统大小呈指数增长。我们认为，这个难题的解决方案可能是马达之间的串扰，这是介导的弹性拉伸应力，在细胞骨架轨道的发展。串扰并不直接与电机的连接和分离相关，电机的连接和分离彼此独立地工作。然而，通过使解脱率依赖于系统尺寸，它大大加速了它们的解脱。
2011-02-20 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
