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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
個體細胞隨機生長和分裂的細節如何反映在群體數量的平穩確定性增長中？我們透過制定一個經過數據驗證的理論架構來解釋單細胞和族群規模的可觀察結果，從而提供微生物生長動態的綜合、多尺度視角。我們針對對稱和不對稱細胞分裂，得出了細胞年齡分佈和群體增長率的精確分析完整的時間依賴性解決方案，作為基礎分裂間時間分佈的函數。這些結果提供了關於隨機單細胞動力學對族群成長的驚人影響的見解。利用我們的不對稱分裂結果，我們推斷出新月柄桿菌生命週期從生殖靜止（蜂群）階段過渡到複製能力（莖狀）階段的時間。值得注意的是，人口數會隨著時間自發性振盪。我們闡明了導致這些群體振盪的物理原理。對於新月形細胞，我們表明，對於給定的生長條件，對群體增長率的簡單測量足以表徵特定條件的細胞時間單位，從而產生平均（單細胞）生長和分裂時間尺度、細胞分裂時間的波動、細胞年齡分佈和靜止時間尺度。