温度波动和受体-受体相互作用在细菌趋化信号和适应中的作用

货物结合促进哺乳动物细胞表面的KDEL受体聚集

Cargo binding promotes KDEL receptor clustering at the mammalian cell surface

跨膜受体聚集是原核细胞和真核细胞中普遍存在的现象，以物理地感知受体/配体相互作用并随后将外源信号翻译成细胞应答。尽管已经描述了多种受体的受体簇形成，从细菌中的趋化性受体到哺乳动物细胞中的生长因子和神经递质受体，但对潜在分子过程的机械理解仍然令人困惑。为了填补这一空白，我们采用了实验和理论相结合的方法，在与模型货物/配体相互作用后，在哺乳动物细胞表面解剖和调节由KDEL受体（KDELRs）介导的货物结合、内化和细胞应答。使用蓖麻毒素A链的荧光变体作为KDELR-配体，eGFP-RTA（H/KDEL），我们证明货物结合诱导剂量依赖性受体簇的形成和随后的内化从膜，这是相关的，并抵消了顺行和微管辅助受体转运到质膜上的首选停靠位点。通过分析参数和广泛的数值模拟，我们表明，货物同步受体运输从和到膜是导致KDELR/货物簇形成在哺乳动物细胞表面。

真核细胞中利用协同变构结合实现的梯度感知完美适应

Perfect adaptation in eukaryotic gradient sensing using cooperative allosteric binding

研究提出通过变构因子调控受体结合状态，实现细胞在不同浓度下对化学梯度的精准感知，并发现适应速度与感知精度存在权衡关系。

哺乳动物细胞中KDEL受体聚集的细胞类型特异性差异

Cell-Type-Specific Differences in KDEL Receptor Clustering in Mammalian Cells

在真核细胞中，KDEL受体（KDELRs）促进内质网（ER）腔蛋白从高尔基体区室回到ER。除了有据可查的保留功能之外，最近的研究结果表明，细胞KDELRs具有更复杂的作用，例如在细胞信号传导、蛋白质分泌、细胞粘附和肿瘤发生中。此外，一些研究表明，KDELR的亚群位于细胞表面，在K/HDEL-配体结合后，它们可以在细胞表面形成并内化KDELR/货物簇。然而，到目前为止，还不清楚是否有细胞类型或物种特异性差异KDELR聚类。通过活细胞成像比较不同小鼠和人细胞系中配体诱导的KDELR聚类，我们表明来自两个物种的巨噬细胞系不形成任何聚类。使用RT-qPCR实验和数值分析，我们解决的作用KDELR的表达，以及胞吞和胞吐率的受体聚集在质膜上，并讨论如何直接运输到首选的对接网站上的膜的效率影响指数的幂律分布的集群大小。

Mechanobiology predicts raft formations triggered by ligand-receptor activity across the cell membrane

Clustering of ligand-binding receptors of different types on thickened isles of the cell membrane, namely lipid rafts, is an experimentally observed phenomenon. Although its influence on cell response is deeply investigated, the role of the coupling between mechanical processes and multiphysics involving the active receptors and the surrounding lipid membrane during ligand-binding has not yet been understood. Specifically, the focus of this work is on G-protein-coupled receptors (GPCRs), which regulate specific cell processes through chemical signalling pathways involving a synergistic balance…

考虑机械效应的钙信号的数学建模

Mathematical modelling of calcium signalling taking into account mechanical effects

人体内的大部分钙都储存在骨骼中。其余的储存在其他地方，钙信号是体内信息传播的最重要机制之一。然而，许多问题仍然悬而未决。在这项工作中，我们首先考虑Atri等人提出的数学模型。\cite{ atri1993single}。省略扩散，该模型是一个系统的两个非线性常微分方程（ODE）的钙浓度，和未被钙灭活的$IP_3$受体的分数。我们详细分析了系统的$IP_3$浓度，\textit{bifurcation parameter}，增加提出了一些新的见解。我们分析渐近的弛豫振荡的模型，利用分离的时间尺度。此外，实验证据表明，细胞释放钙时，机械刺激，反过来，钙的释放会影响细胞的机械行为的动机，我们提出了一个扩展的Atri模型的三维非线性ODE机械化学模型，其中额外的方程，始终来自一个完整的粘弹性\emph{ansatz}，模型的演变细胞/组织扩张。此外，在钙动力学方程中，我们引入了一个新的“拉伸激活”源项，诱导钙释放，并涉及一个新的分叉参数，“强度”的源。改变两个分叉参数，我们详细分析了机械和化学效应的相互作用，我们发现，随着机械刺激强度的增加，出现振荡的$IP_3$参数范围减小，直到振荡最终消失在一个临界值。最后，我们分析了模型时，钙动力学假设比其他两个变量的动态更快。

生化网络中的记忆效应作为外部噪音的自然对应物

Memory effects in biochemical networks as the natural counterpart of extrinsic noise

我们表明，在一般的情况下，生物网络，例如蛋白质相互作用网络，实际上是一个子网络嵌入在一个更大的“散装”网络，散装的存在不仅会导致外部噪声，而且记忆效应。这意味着子网络的动态不仅取决于它的当前状态，还取决于它的过去。我们使用投影技术得到明确的表达的记忆功能，编码这种记忆效应，通用蛋白质相互作用网络，涉及二元和一元反应，如复合物的形成和磷酸化，分别。值得注意的是，在低的固有拷贝数噪声的限制，这样的表达式可以获得，即使是对过去的非线性依赖。我们举例说明的方法，从周围的表皮生长因子受体（EGFR），这是相关的癌症信号的蛋白质相互作用网络。这些例子表明，包括内存项不仅是重要的概念，但也导致了更高的定量准确性，在预测的子网络动态。