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Turing patterns in a morphogenetic model with single regulatory function
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DOI：10.1016/j.mbs.2025.109536.png)
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摘要
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验证形态发生素在发育过程中的图灵理论具有挑战性，合成生物学为检验图灵的预测开辟了新的途径。近期通过基于短程激活因子（Nodal）和长程抑制因子（Lefty）拓扑结构的反应-扩散系统，已成功实现了合成哺乳动物模式形成，其中单一功能调控两种形态发生素。本文中，我们研究了合成Nodal-Lefty系统中的图灵模式涌现。首先，我们证明了全局解的存在性，并通过线性稳定性分析推导出图灵不稳定的条件。随后，我们考察了系统在分岔阈值附近的行为，采用弱非线性分析方法，并利用多时间尺度推导出超临界和亚临界情况下的振幅方程。结果表明，该系统能够支持多种模式，亚临界图灵不稳定在实验中观察到的耗散结构形成中发挥着关键作用。
Keyword:
Reaction-diffusion system
Turing diffusion-driven instability
Weakly non-linear analysis
Morphogenesis
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