공간 제한이 유도하는 활성 표면의 대칭 붕괴

활성 액틴‑미오신 피질을 얇은 유체 표면으로 모델링하고, 타원형 난각에 가두었을 때 일정한 수축력(페클레 수)과 제한 정도(부피 비율)에 따라 대칭적인 분열이 불안정해지고 극성 형태로 전이되는 현상을 규명하였다. 전이점은 제한이 강해질수록 낮은 활동성에서도 나타나며, 해석적 피치포크와 수치적 전이선이 일치한다.

저자: Da Gao, Alex, er Mietke

공간 제한이 유도하는 활성 표면의 대칭 붕괴
본 논문은 세포 분열 과정에서 흔히 관찰되는 난각(eggshell)과 같은 공간적 제한이 활성 액틴‑미오신 피질의 역학에 미치는 영향을 최소 수리 모델을 통해 체계적으로 조사한다. 피질은 얇은 교차 결합 고분자 네트워크로, 비평형 수축 텐션을 발생시키는 미오신 모터에 의해 활성 스트레스를 생성한다. 이러한 활성 표면을 축대칭 좌표 (u, φ) 로 기술하고, 표면 변형을 접선 흐름 v∥ 와 법선 변위 v⊥ 로 분해한다. 표면 장력 텐서 T 는 헬프리히 굽힘 에너지(κ)와 비선형 활성 텐션(ξΔµ)으로 구성되며, 후자는 스트레스 조절제 c 의 농도에 의존한다. 조절제는 확산(D), 대류(−c div v), 그리고 외부와의 교환(k)으로 기술되는 연속 방정식을 따른다. 활성 텐션은 ξΔµ = (ξΔµ)₀ c²/(c² + c_s²) 형태로 비선형 포화 효과를 포함한다. 기저 농도 ĉ₀(u) 는 적도 부근에 피크가 있는 가우시안 함수로 설정해, 실제 세포에서 관찰되는 중간 고리 형성을 모사한다. 외부 제한은 타원형 포텐셜 P_ext = P₀ exp

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