\`x^2+y_1+z_12^34\`
高级搜索
文章内容
文章内容

通过差分斥力模拟图案形成

摘要 全文(HTML) (8)/表(2) 相关论文 引用人
  • 受细胞分离实验的启发,我们提出了一个相互作用粒子的两物种模型,旨在定量描述这种现象。在精确标度假设下,我们从微观模型导出宏观模型并对其进行分析。特别是,我们确定了预期分离的参数范围。我们将宏观模型的分析结果和数值模拟与粒子的直接模拟进行了比较,并评论了与实验的可能联系。

    数学学科分类:一次:35Q92、35B36、35B32;次级:92C17。

    引用:

    \开始{方程式}\\结束{方程式{
  • 加载中
  • 图1。 作用于种间排斥力的线性稳定性分析预测方案

    图2。 $R=2$和$\frac{nu的潜在$\tilde{\Phi}^{ST}(x)$的形式^{ST}_c}{\u}^{ST}_ d(d)}\frac{\kappa^{ST}}{2}=1$。电势在它的支撑下是排斥的

    图3。 $\lambda_1$(蓝色曲线)、$\lampda_2$(橙色曲线)的值及其在$z=0$(z=0.1)附近的平均值(黄色虚线),绘制为$R=1$、$D^A=D^B=1、c'^{AA}=c'^AB}=c'^{BA}=1、c'^{BB}=10的缩放参数$s$的函数$

    图4。 (一) :$\lambda_1(z)$的值作为$z$的函数,对于$R=1$,$D^A=D^B=1,\,c^{AA}=c^{AB}=c_{BA}=1,\\,c_{BB}=10$,对于不稳定状态下$s$的不同值:$s=30$(蓝色曲线),$s=50$(橙色曲线),$s=70$(黄色曲线),以及$s=90$(红色曲线)。(二) :$\lambda_2(z)$的相同绘图。(三) (36)中定义的作为参数$s函数的$z^*$图$

    图5。 案例1-4中所述参数的微观模拟表1.$A$-单元格表示为红色磁盘,$B$-单元格显示为绿色磁盘。对于每个小节,左边的数字是从粒子的均匀分布开始获得的,右边的数字是根据分离的初始分布获得的($B$-区域左半边的单元格,$a$-右侧的单元格)

    图6。 案例1-4中所述参数的宏观模拟表1模拟的最后时间等于$T=8000$

    图7。 (I) 对$\ kappa ^{AA}=4,\ kappa ^{BB}=\波浪{\ kappa}^{AB}=\波浪{\ kappa}^{BA}=1$的微观和宏观模型的模拟,其中$s ^*\约2.1$。使用$N_A=N_B=500$(IA)和$N_A=N_B=2000$(IB)粒子对微观模型进行模拟。宏观模型的模拟与(IC)相对应。我们考虑从左到右的7个种间排斥强度值:对于$2.05=s<s^*$,对于$s^*<s={2.15,2.2,2.5,4,6,10}$。B型单元格用绿色表示,A型单元格用红色表示。(II)在(IIA-C)中,我们将时间平衡时量词的值表示为$s$的函数。图(IA)显示了绿色簇的平均延伸率,(IIB)显示了绿簇的数量,(IIC)显示了(73)描述的重叠量$Q$。黑色曲线是通过$N_A=N_B=500$的微观模型获得的(对应于图(IA)),黄色曲线是针对$N_A=N_B=2000$的,对应于图的(IB),红色曲线是通过宏观模型(图(IC))获得的。底部的两个数字对应于$s过渡区域附近相应曲线的缩放$

    图8。 对于微观模型,$N_A=N_B=500$(绿色曲线)、$N_A=N_B=2000$(蓝色曲线)、$N_A=M_B=4000$(黄色曲线),在模拟图像上计算的量化器作为模拟时间对数的函数对于宏观模型(红色曲线)。(一) 绿簇伸长,(II)细胞簇数量和(III)重叠量$Q$。在图(I)中,我们叠加了短时间和长时间的线性拟合(虚线),显示了微观模型的两个时间尺度(两个斜率),与宏观动力学的独特时间尺度(单斜率)相比

    表1。 种间和种内作用力的模型参数。参数的值$s^*$已根据公式(43)进行数值计算

    $s的值$ 评论
    案例一:$\kappa^{AA}=\kappo^{BB}={2}$,$\tilde{\kappa}^{AB}=\tilde\\kappa}^{BA}={2]$。
    IA公司 0.5 稳定机制($s<s^*\约1.01$)
    国际银行 4 不稳定状态($s>s^*\约1.01$)
    案例二:$\kappa^{AA}=\kappa ^{BB}=2$,$1=\tilde{\kappa.}^{AB}<\tilde}\kappa-}^{BA}=2$。
    国际投资协会 0.5 稳定机制($s<s^*\约1.43$)
    国际投资银行 4 不稳定状态($s>s^*\约1.43$)
    案例三:$2=\kappa^{AA}>\kappa ^{BB}=1$,$\tilde{\kappa/}^{AB}=\tilde}\kappa.}^{BA}=2$。
    IIIA公司 0.5 稳定机制($s<s^*\约0.72$)
    IIIB类 4 不稳定状态($s>s^*\约0.72$)
    案例四:$2=\kappa^{AA}>\kappo^{BB}=1$,$1=\tilde{\kappa}^{AB}<\tilde\\kappa}^{BA}=2$。
    IVA公司 0.5 稳定机制($s<s^*\约1.02$)
    IVB公司 4 不稳定状态($s>s^*\约1.02$)
    |显示表格
    下行荷载:CSV公司

    表2。 根据模拟计算的绿色族的体积分数图5-6微观模型(左栏)和宏观模型(右栏)处于平衡状态

    案例 VF绿色细胞(显微镜模型) VF绿电池(宏观模型)
    均质IC 正面式IC 均质IC 正面式IC
    (IB) $ 48.2 \% $ $ 50.0 \% $ 49.7%美元$ 50.0\%美元$
    (二) $ 40.2 \% $ $ 42.3 \% $ $ 38.5\% $ $ 42.0\% $
    (IIIB) $ 40.6 \% $ $ 42.4 \% $ $ 44.0\% $ $ 46.0\% $
    (IVB) $ 34.8 \% $ $ 35.0 \% $ $ 35.9\% $ $ 38.0\% $
    |显示表格
    下行荷载:CSV公司
  • [1] R.阿哈龙等。,混合细胞Eph/Ephrin定向分离的数学模型,公共科学图书馆9(2014), 111-803. 
    [2] R.阿隆索J.扬Y.Cheng先生,粒子相互作用模型,用于模拟生物交联纤维,灵感来自植绒理论,细胞和分子生物工程7(2014), 58-72. 数字对象标识:10.1007/s12195-013-0308-5。
    [3] W.Alt键M.Dembo先生,细胞质动力学和细胞运动:两相流模型,数学。Biosci公司。156(1999),第207-228页数字对象标识:10.1016/S0025-5564(98)10067-6。
    [4] J.Armero、J.Casademunt、L.Ramírez-Piscina和J.M.Sancho,乘法噪声存在下的前向传播的弹道和扩散修正,物理学。版本E。58(1998).数字对象标识:10.1103/物理版E.58.5494。
    [5] J.A.Au ström、P.B.S.Kumar、I.Vattulainen和m.Karttunen,紧密交联肌动蛋白网络中的应变硬化、雪崩和应变软化,物理学。版本E77(2008), 051913.
    [6] C.巴多斯R.桑托斯R.森蒂斯,扩散近似和临界尺寸的计算,事务处理。阿默尔。数学。Soc公司。284(1984), 617-649. 数字对象标识:10.1090/S0002-9947-1984-0743736-0。
    [7] J.BarréP.德贡E.Zatorska公司,动力学网络介导的粒子相互作用动力学理论,多尺度模型。模拟。15(2017), 1294-1323. 数字对象标识:10.1137/16M1085310。
    [8] J.BarréJ·A·卡里略P.德贡D.佩里查德E.Zatorska公司,动力学网络介导的粒子相互作用:宏观描述评估,非线性科学杂志。28(2018), 235-268. 数字对象标识:10.1007/s00332-017-9408-z。
    [9] A.Baskaran和M.C.Marchetti,自行式硬棒的流体动力学,物理学。版本E77(2008),011920,9页。数字对象标识:10.1103/物理版次E.77.011920。
    [10] E.Bertin、H.Chaté、F.Ginelli、S.Mishra、A.Peshkov和S.Ramaswamy,波动活动向列相的介观理论,新J.Phys。15(2013), 085032.数字对象标识:10.1088/1367-2630/15/8/085032.
    [11] R.Bird、C.Curtiss、R.Armstrong和O.Hassager,聚合物液体动力学,第2卷《动力学理论》,John Wiley&Sons出版社,纽约,1987年。
    [12] C.P.Broedersz、M.Depken、N.Y.Yao、M.R.Pollak、D.A.Weitz和F.C.MacKintosh,生物聚合物网络的交叉链控制动力学,物理学。修订稿。105(2010), 238101.数字对象标识:10.1103/PhysRevLett.105.238101。
    [13] G.A.巴克斯顿N.克拉克P.J.Hussey先生肌动蛋白动力学和细胞骨架网络的弹性,快报聚合物信件(2009), 579-587. 数字对象标识:10.3144/expresspolymlett.2009.72。
    [14] J·L·卡迪加州大学塔尤伯分校,分支和湮灭随机游动的场论,统计物理杂志90(1998), 1-56. 数字对象标识:10.1023/A:1023233431588。
    [15] E.卡伦R.夏特林P.德贡B.温伯格,生物群模型中的动力学层次和混沌传播,物理学。D类260(2013), 90-111. 数字对象标识:10.1016/j.physd.2012.05.013。
    [16] E.卡伦P.德贡B.温伯格,对相互作用驱动的主方程和生物群模型的动力学极限,数学。模型方法应用。科学。23(2013), 1339-1376. 数字对象标识:10.1142/S0218202513500115。
    [17] J.A.卡里略A.切尔托克Y.Huang(黄),梯度流结构非线性非局部方程的有限体积法,Commun公司。计算。物理学。17(2015), 233-258. 数字对象标识:10.4208/cicp.160214.010814a。
    [18] J.A.Carrillo、R.S.Gvalani、G.A.Pavliotis和A.Schlichting,圆环上McKean-Vlasov方程的长期行为和相变,架构(architecture)。定额。机械。分析。235(2020), 635–690,arXiv:1806.01719数字对象标识:2007年10月7日/00205-019-01430-4。
    [19] J.A.卡里略Y.Huang(黄)M.Schmidtchen先生,两个物种非局部交叉扩散模型的动物学,SIAM J.应用。数学。78(2018), 1078-1104. 数字对象标识:10.1137/17M1128782。
    [20] L.查耶斯V.潘费罗夫,有限体积中的McKean-Vlasov方程,统计物理杂志138(2010), 351-380. 数字对象标识:10.1007/s10955-009-9913-z。
    [21] I.S.Ciuperca公司E.铰链L.I.宫殿L.普乔·梅朱埃杆状聚合物的碎片化和单体延长,朊病毒增殖的相关模型,离散连续。动态。系统。序列号。B类17(2012), 775-799. 数字对象标识:10.3934/dcdsb.2012.17.775。
    [22] P.德贡C.Appert-Rolland公司M.穆萨德J.PettréG.塞拉拉兹基于启发式的人群动力学模型的层次结构,《统计物理学杂志》。152(2013),1033-1068数字对象标识:10.1007/s10955-013-0805-x。
    [23] P.德贡F.德尔贝克D.佩里查德,具有排列相互作用的连接纤维的连续模型,数学。模型方法应用。科学。26(2016), 269-318. 数字对象标识:10.1142/S0218202516400030。
    [24] P.Degond、G.Dimarco、T.B.N.Mac和N.Wang,具有排斥作用的集体运动宏观模型,Commun公司。数学。科学。13(2015), 1615–1638,arXiv:1404.4886数字对象标识:10.4310/CMS.2015.v13.n6.a12。
    [25] P.德贡J.-G.刘S.Motsch公司V.潘费罗夫,自组织动力学的流体动力学模型:推导和存在理论,方法应用。分析。20(2013), 89-114. 数字对象标识:10.4310/MAA.2013.v20.n2.a1。
    [26] P.德贡S.Mas-Getal公司,模型Fokker-Planck方程解的存在性和扩散近似,输运理论与统计物理16(1987), 589-636. 数字对象标识:10.1080/00411458708204307.
    [27] P.Degond和S.Motsch,具有取向相互作用的自驱动粒子的连续极限,数学。模型方法应用。科学。18(2008),补充,1193-1215。数字对象标识:10.1142/S021820508003005。
    [28] M.Doi先生S.F.爱德华兹聚合物动力学理论,国际物理专题丛书牛津大学出版社,第73卷,1999年
    [29] NM勒杜阿林外周神经系统个体发育过程中的细胞系分离,科学类231(1986), 1515-1522. 数字对象标识:10.1126/科学3952494。
    [30] A.Frouvelle,具有各向异性和密度相关参数的自推进颗粒排列的连续模型,数学。模型方法应用。科学。22(2012),1250011,40页。数字对象标识:10.1142/S021820251250011X。
    [31] F.Ginelli、F.Peruani、M.Bär和H.Chaté,《自行式燃料棒的大规模集体特性》,物理学。修订稿。104(2010), 184502.数字对象标识:10.1103/PhysRevLett.104.184502。
    [32] J.A.Glazier公司F.格拉纳,模拟生物细胞的差异粘附驱动重排,物理学。版本E47(1993), 2128-2154. 数字对象标识:10.1103/物理版E.47.2128。
    [33] D.A Head、A.J.Levine和F.C MacKintosh,交联细胞骨架和半柔性聚合物网络的不同弹性响应和变形模式,物理学。版本E68(2003), 061907.数字对象标识:10.1103/物理修订版E.68.061907。
    [34] E.Y.C.Hsia、Y.Zhang、H.S.Tran、A.Lim、Y.-H.Chou、G.Lan、P.A.Beachy和X.Zheng,刺猬介导的Ihog粘附蛋白降解调节果蝇翅膀想象盘的细胞分离,自然通信8(2017).数字对象标识:10.1038/s41467-017-01364-z。
    [35] J.F.Joanny、F.Jülicher、K.Kruse和J.Prost,多组分活性极性凝胶的流体动力学理论,新J.Phys。9(2007), 422.数字对象标识:10.1088/1367-2630/9/11/422.
    [36] R.约旦D.金德勒F.奥托,Fokker-Planck方程的变分公式,SIAM J.数学。分析。29(1998), 1-17. 数字对象标识:10.1137/S0036141096303359。
    [37] H.卡舍J.拉默丁H.黄R.T.李R.D.卡姆M.R.Kaazempur-Mofrad先生,细胞变形的三维粘弹性模型及实验验证,生物物理杂志85(2003), 3336-3349. 数字对象标识:10.1016/S0006-3495(03)74753-5。
    [38] D.A.凯斯勒H.莱文,波动引起的扩散不稳定性,性质394(1998), 556-558. 数字对象标识:10.1038/29020.
    [39] J.J.库皮埃克,细胞分化起源的达尔文理论,分子遗传学和普通遗传学255(1997), 201-208. 数字对象标识:10.1007/s004380050490。
    [40] W.迈尔A.索普,Eine einfache moleculare Theorye des nemischen kristulinflüssigen Zustandes,Z.Naturforsch公司。13(1958), 564-566. 数字对象标识:10.1515/zna-1958-0716。
    [41] S.Mischler公司C.穆霍特Kac的动力学理论课程,发明。数学。193(2013),1-147数字对象标识:2007年10月7日/00222-012-0422-3。
    [42] S.Mischler公司C.穆霍特B.温伯格,漂移、扩散和跳跃过程混沌定量传播的新方法,普罗巴伯。理论相关领域161(2015), 1-59. 数字对象标识:10.1007/s00440-013-0542-8。
    [43] S.Nesic、R.Cuerno和E.Moro,三维fisher锋面微观固有噪声的宏观响应,物理学。修订稿。113(2014),180602。数字对象标识:10.1103/物理通讯.113.180602。
    [44] D.奥兹C.施梅瑟J.V.小型,对称跛足碎片中肌动蛋白细胞骨架的建模,细胞粘附与迁移2(2008), 117-126. 数字对象标识:10.4161/cam.2.2.6373。
    [45] L.奥萨格形状对胶粒相互作用的影响,纽约学院安。科学。51(1949), 627-659. 
    [46] F.Peruani、A.Deutsch和M.Bär,自行式燃料棒的非平衡聚集,物理学。版本E7(2006),030904(R)。数字对象标识:10.1103/PhysRevE.74.030904。
    [47] D.佩里查德F.德尔贝克A.洛西诺C.巴雷奥J.鲁奎特十、描述L.卡斯泰拉P.德贡简单的机械线索可以解释脂肪组织的形态,J.西奥。生物。429(2017), 61-81. 数字对象标识:2016年10月10日/j.jtbi.2017.06.30。
    [48] F.Poupaud公司线性半导体Boltzmann方程的扩散近似:边界层分析,渐近线。分析。4(1991), 293-317. 数字对象标识:10.3233/ASY-1991-4402。
    [49] Y.Sone、,动力学理论与流体动力学,Birkhäuser,波士顿公司,马萨诸塞州波士顿,2002年。数字对象标识:10.1007/978-1-4612-0061-1.
    [50] M.S.斯坦伯格形态发生中的差异粘附:现代观点,货币。操作。遗传学。开发。17(2007), 281-286. 数字对象标识:2016年10月10日/j.gde.2007.05.002。
    [51] 洛杉矶·塔伯Y.Shi先生L.Yang(杨利伟)P.V.贝利,细胞爬行的多孔弹性模型,包括细胞骨架收缩和肌动蛋白聚合之间的机械耦合,材料与结构力学杂志6(2011),第569-589页数字对象标识:10.2140/jomms.2011.6.569。
    [52] M.E.Taylor,偏微分方程III:非线性方程《应用数学科学》,第117页。Springer-Verlag,纽约,1997年。
    [53] W.泰勒Z.Katsimitsoulia公司A.波利亚科夫,细胞运动和相互作用的模拟,生物信息学与计算生物学杂志09(2011), 91-110. 数字对象标识:10.1142/S021972011005318。
    [54] W.R.Taylor等人,差速粘附驱动的细胞分离力学模型,公共科学图书馆一号7(2012),e43226。
    [55] H.B.Taylor等人,Eph受体介导的异型排斥导致的细胞分离和边界锐化,J.R.Soc.接口14(2017), 20170338.
    [56] T.维克A.Czirók(捷克共和国)E.本·雅各布I.科恩O.棘轮,自驱动粒子系统中的新型相变,物理学。修订稿。75(1995), 1226-1229. 数字对象标识:10.1103/物理版次75.1226。
    [57] T.维克A.扎菲利斯,集体运动,物理学。代表。517(2012), 71-140. 数字对象标识:2016年10月10日/j.physrep.2012.03.004。
    [58] M.威杰德F.格罗夫尔德P.弗雷泽体内转录复合物稳定性和染色质动力学,性质377(1995), 209-213. 数字对象标识:10.1038/377209a0。
  • 加载中

数字(8)

桌子(2)

分享

文章指标

HTML视图(1722) PDF下载(267) 引用人(0)

访问历史记录

目录

    /

    返回
    返回