The Energetic Costs of Cellular Computation (2012)
Les cellules effectuent des calculs en réponse à des signaux environnementaux, notamment l'estimation de la concentration d'un ligand chimique. Sur des bases théoriques générales, le principe de Landauer prédit que de tels calculs demandent une consommation d'énergie. Les auteurs calculent explicitement les coûts énergétiques d'un réseau cellulaire à deux composants implémentant une version bruitée de la stratégie de Berg et Purcell. Ils montrent que l'apprentissage des concentrations externes nécessite la rupture de l'équilibre détaillé et la dépense d'énergie, et que plus l'apprentissage est important, plus l'énergie consommée augmente. Ces conclusions suggèrent que le coût énergétique de la computation cellulaire peut constituer une contrainte importante pour les réseaux fonctionnant en environnements pauvres en ressources, comme ceux impliqués dans la germination des spores bactériennes.