大腸菌走化性モデルにおけるセンサー容量と情報熱力学効率のトレードオフ

抄録

大腸菌は周りの化学物質の濃度勾配を読み取り、それに応じて方向性を持った運動を行う「化学走性」と呼ばれる能力をもつ。その機構は二変数の線形ランジュバン系で有効に記述されることが明らかになっている。我々はまず、情報熱力学の観点からメモリーに対して定義されるセンサー容量(sensory capacity)と情報熱力学効率の間に存在するトレードオフを導出した。そして実際の大腸菌においては情報熱力学効率は低い一方で、センサー容量は高いことを明らかにした。