Dynamical Information Synergy in Biochemical Signaling Networks

编码 范围(计算机科学) 信息论 动力系统理论 统计物理学 生命系统 计算机科学 编码(内存) 物理 调制(音乐) 生物系统 意义(存在) 国家(计算机科学) 线性动力系统 控制理论(社会学) 生物 数学 基因 控制(管理) 人工智能 量子力学 算法 遗传学 统计 心理学 声学 心理治疗师 程序设计语言
作者
Lauritz Hahn,Aleksandra M. Walczak,Thierry Mora
出处
期刊:Physical Review Letters [American Physical Society]
卷期号:131 (12)
标识
DOI:10.1103/physrevlett.131.128401
摘要

Biological cells encode information about their environment through biochemical signaling networks that control their internal state and response. This information is often encoded in the dynamical patterns of the signaling molecules, rather than just their instantaneous concentrations. Here, we analytically calculate the information contained in these dynamics for a number of paradigmatic cases in the linear regime, for both static and time-dependent input signals. When considering oscillatory output dynamics, we report on the emergence of synergy between successive measurements, meaning that the joint information in two measurements exceeds the sum of the individual information. We extend our analysis numerically beyond the scope of linear input encoding to reveal synergetic effects in the cases of frequency or damping modulation, both of which are relevant to classical biochemical signaling systems.Received 10 January 2023Accepted 28 July 2023DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.128401© 2023 American Physical SocietyPhysics Subject Headings (PhySH)Research AreasCalcium signalingCell signalingIntracellular signallingSignal transductionStochastic processesPhysical SystemsSignaling networksTechniquesInformation theoryPhysics of Living Systems

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
悠悠应助奶油布丁采纳,获得10
1秒前
希望天下0贩的0应助蓦然采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
烦烦烦发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
我是老大应助qaz采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
端庄的香薇完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
云漫山完成签到 ,获得积分10
6秒前
叶帆完成签到,获得积分10
7秒前
桐桐应助3927456843采纳,获得30
7秒前
che发布了新的文献求助10
7秒前
共享精神应助MeetAgainLZH采纳,获得10
8秒前
8秒前
xing发布了新的文献求助10
8秒前
123完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
欧贤书发布了新的文献求助10
9秒前
天天快乐应助Gryphon采纳,获得10
10秒前
粗犷的冷霜完成签到,获得积分10
11秒前
小马发布了新的文献求助10
12秒前
Sunny完成签到,获得积分10
12秒前
小满发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
14秒前
科目三应助董秋白采纳,获得10
14秒前
16秒前
asdfzxcv应助陶醉的梦露采纳,获得10
17秒前
17秒前
olivia发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
桃子发布了新的文献求助10
23秒前
Wudifairy完成签到,获得积分10
23秒前
xbx1991完成签到,获得积分10
24秒前
小满完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 6000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
The Political Psychology of Citizens in Rising China 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5637805
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4744034
关于积分的说明 15000235
捐赠科研通 4795945
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2562246
邀请新用户注册赠送积分活动 1521747
关于科研通互助平台的介绍 1481704