路易斯·阿尔梅达;帕特里齐亚·巴涅里尼;Abderrahmane哈巴尔;斯特凡·诺塞利;范妮·塞尔曼 背部闭合的数学模型。 (英语) Zbl 1411.92023号 J.西奥。生物。 268, 105-119 (2011). 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。 引用于7文件 MSC公司: 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 关键词:胚胎发生力;生物力学;PDE模型;上皮运动;肌动蛋白电缆 软件:工具箱LS PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{L.Almeida}等人,J.Theor。生物学268105-119(2011;Zbl 1411.92023) 全文: 内政部 哈尔 参考文献: [1] Allaire,G.,2007年。概念优化结构。《数学与应用》(柏林)第58卷【数学与应用】。柏林斯普林格·弗拉格与马克·肖纳(INRIA)合作撰写第八章。;Allaire,G.,2007年。概念优化结构。《数学与应用》(柏林)第58卷【数学与应用】。柏林斯普林格·弗拉格与马克·肖纳(INRIA)合作撰写了第八章·Zbl 1132.49033号 [2] 阿尔梅达。;巴涅里尼,P。;哈巴尔,A。;诺塞利,S。;Serman,F.,《组织修复建模》,(Novaga,M.;Orlandi,G.,《非线性演化现象和应用中的奇点》(2009),Scuola Normale Superiore),27-46,URL\(\langle\)http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-004880769/en/\(范围)·Zbl 1190.35218号 [3] Gettings,M。;塞尔曼,F。;罗塞特(Rousset,R.)。;巴涅里尼,P。;阿尔梅达,L。;Noselli,S.,Jnk信号通过果蝇形态发生过程中的细胞重编程控制片段边界的重塑,PLoS Biol。,8、6、e1000390(2010),网址(语言)http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio。\(1000390\范围\) [4] Hutson,M.S。;日本东京。;Chang,M.-S。;布鲁尔,J.W。;Venakides,S。;基哈特,D.P。;Edwards,G.S.,《用激光显微手术和定量建模研究形态发生的力量》,《科学》,300,5616,145-149(2003),URL\(\langle\)http://dx.doi.org/10.1126/science。\(1079552\范围\) [5] A.哈辛托。;伍德,W。;Balayo,T。;Turmaine,M。;Martinez-Arias,A。;Martin,P.,果蝇背部闭合期间基于肌动蛋白的动态上皮粘附和细胞匹配,Curr。生物学,10,22,1420-1426(2000) [6] 扬科维奇,F。;Brunner,D.,短暂重组的微管对于在黑腹果蝇,开发小组,11,3,375-385(2006),URL\(语言\)http://dx.doi.org/10.1016/j.devcel。\(2006.07.014\等级\) [7] 基哈特,D.P。;加尔布雷思,C.G。;爱德华兹,K.A。;里科尔,W.L。;Montague,R.A.,《果蝇背部闭合的细胞膜形态发生的多种作用力》,《细胞生物学杂志》。,149, 2, 471-490 (2000) [8] Kimmel,R.,《图像的数值几何》(2004),Springer-Verlag:Springer-Verlag纽约·Zbl 1049.68145号 [9] A.T.莱顿。;富山,Y。;杨国强。;爱德华兹,G.S。;基哈特,D.P。;Venakides,S.,《果蝇形态发生:组织力定律和背部闭合建模》,HFSP J.,3,6,441-460(2009),URL\(\langle\)http://dx.doi.org/\(10.2976/1.3266062级) [10] 马,X。;林奇,H.E。;斯库利,P.C。;Hutson,M.S.,《用激光打孔探索胚胎组织力学》,Phys。生物学,6,3,036004(2009),URL\(\langle\)http://dx.doi.org/\(10.1088/1478-3975/6/3/036004\范围\) [11] 马丁,A.C。;Kaschube,M。;Wieschaus,E.F.,肌动蛋白网络的脉冲收缩驱动心尖收缩,《自然》,457,7228,495-499(2009),网址http://dx.doi.org/10.1038/nature网站\(07522\范围\) [12] Millard,T.H。;Martin,P.,果蝇背部闭合拉链阶段丝足类相互作用的动态分析,Development,135,4,621-626(2008),URL\(langle)http://dx.doi.org/10.1242/dev。\(014001\rangle\) [13] Mitchell,I.M.,《水平集方法的灵活、可扩展和高效工具箱》,J.Sci。计算。,35, 2-3, 300-329 (2008) ·Zbl 1203.65295号 [14] Murray,J.D.,《生物模式形成的机械化学理论及其在血管生成中的应用》,C.R.Biol。,326239-252(2003),网址(语言)http://www.sciencedirect.com/science/article/B6X1F-4893WR0-7/2/c8300e5b2f07d8b68d9a152cb03dc5ef\(\等级\) [15] 奥尔森,L。;Maini,P.K。;Sherrat,J.A.,机械模型的空间变化平衡:皮肤伤口收缩的应用,数学。生物科学。,147,1,113-129(1998),网址(语言)http://dx.doi.org/\(10.1016/S0025-5564(97)00075-8级)·Zbl 0888.92021号 [16] 奥尔森,L。;Sherrat,J.A。;Maini,P.K.,《成人真皮伤口收缩和收缩组织移位轮廓持久性的机械化学模型》,J.Theor。生物学,177,2,113-128(1995),URL(语言)http://www.sciencedirect.com/science/article/B6WMD-45R8FPF-F/2/8bd33dd039cbd904f5b716da32333a(81级) [17] Osher,S.,Fedkiw,R.,《水平集方法和动态隐式曲面》,《应用数学科学》,第153卷。施普林格出版社,纽约,2003年。;Osher,S.,Fedkiw,R.,《水平集方法和动态隐式曲面》,《应用数学科学》,第153卷。Springer-Verlag,纽约,2003年·Zbl 1026.76001号 [18] Osher,S。;Sethian,J.A.,《以曲率相关速度传播的前沿:基于哈密尔顿-雅可比公式的算法》,J.Compute。物理。,79, 1, 12-49 (1988) ·Zbl 0659.65132号 [19] Osher,S。;Shu,C.-W.,Hamilton-Jacobi方程的高阶本质非振荡格式,SIAM J.Numer。分析。,28, 4, 907-922 (1991) ·Zbl 0736.65066号 [20] Peralta,X.G。;富山,Y。;Hutson,M.S。;蒙塔古,R。;Venakides,S。;基哈特,D.P。;Edwards,G.S.,果蝇发育过程中背部闭合力的上调和形态不对称,生物物理学。J.,92,7,2583-2596(2007),网址(语言)http://dx.doi.org/10.1529/biophysj。\(106.094110\范围\) [21] Quarteroni,A.,2009年。微分问题的数值模型,MS&A,建模,仿真和应用,第2卷。Springer-Verlag Italia,米兰。;Quarteroni,A.,2009年。微分问题的数值模型,MS&A,建模,仿真和应用,第2卷。意大利米兰斯普林格-Verlag·Zbl 1170.65326号 [22] Sethian,J.A.,1999年。Level Set Methods and Fast Marching Methods,第二版,剑桥应用与计算数学专著,第3卷。剑桥大学出版社。;Sethian,J.A.,1999年。Level Set Methods and Fast Marching Methods,第二版,剑桥应用与计算数学专著,第3卷。剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 0929.65066号 [23] Solon,J。;Kaya-Copur,A。;科伦贝利,J。;Brunner,D.,《背部闭合期间由棘轮式机制驱动定向组织运动计时的脉冲力》,Cell,137,7,1331-1342(2009),URL\(\langle\)http://dx.doi.org/10.1016/j.cell。\(2009.03.050\等级\) 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。