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背部闭合的数学模型。 (英语) Zbl 1411.92023号

摘要:在胚胎发生过程中,果蝇的胚胎经历上皮折叠和展开,这导致背表皮出现一个洞,暂时被一种称为羊膜浆膜的胚胎外组织覆盖。背侧闭合(DC)包括外侧表皮向中线移动,覆盖羊膜。由于DC中存在的许多物理机制和信号通路在其他形态发生事件和许多其他物种(包括脊椎动物)的伤口愈合中保持不变,因此对其进行了广泛研究。
我们在此提出了一个简单的DC数学模型,该模型涉及与存在的力的强度直接相关的减少的参数数量,并且适用于前缘(LE)的广泛几何结构。该模型是对[M.S.Hutson先生等人,“用激光显微手术和定量建模研究形态发生的力量”,《科学》,300,第5616、145-149期(2003年;doi:10.1126/science.1079552)]。基于常微分方程(ODE)方法,先前的模型具有更简单的优点,但这大大限制了可以考虑的几何结构的多样性,从而限制了可以研究的修改后的背部闭合的数量。
偏微分方程(PDE)方法,如这里开发的方法,允许考虑遗传或物理扰动胚胎中出现的更一般的情况,其研究对于正确理解DC过程的不同组成部分至关重要。即使对于自然胚胎,我们的模型也具有适用性的优点,因为在DC的早期阶段,没有前后对称性(大约只在DC的晚期验证)。我们在天然环境中验证了我们的模型,并在胚胎中进一步测试了它,在胚胎中,由于spastin(一种微管切断蛋白)的表达,拉链力受到干扰。我们获得了与之前描述的该设置一致的力系数变化。

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92立方厘米 发育生物学,模式形成
92立方厘米 生物力学
92年第35季度 与生物、化学和其他自然科学相关的PDE

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全文: 内政部 哈尔

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