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细菌生物膜的早期发育和群体感应。 (英语) Zbl 1038.92012年9月

小结:我们建立了数学模型来检验细菌生物膜的形成、生长和群体感应活性。该模型的生长方面基于一个细菌细胞连续体的假设,细菌细胞的生长在生物膜内产生运动,由速度场描述。由提出的模型J.P.沃德等[IMA J.数学应用医学生物学18,263-292(2001;Zbl 0998.92043号)]为了描述群体感应,细菌利用群体感应分子(QSM)监测自身种群密度的过程与生长模型耦合。对得到的非线性偏微分方程组进行了数值求解,结果与实验结果定性一致。通过假设均匀初始条件得到的解析解表明,在很大程度上,生物膜随时间代数增长;建立了与实验数据一致的生物膜生物量线性增长的标准。
分析表明,在生物现实极限下,生物膜中非活性群体感应和活性群体感应之间存在分歧。该模型还预测,群体感应行为的行波可能会在一定的时间范围内发生;虽然行波分析揭示了一系列可能的行波速度,但数值解表明,线性化确定的最小波速是在广泛的初始条件下实现的。

MSC公司:

92立方37 细胞生物学
92年第35季度 与生物学、化学和其他自然科学有关的偏微分方程
65N99型 偏微分方程边值问题的数值方法
65C20个 概率模型,概率统计中的通用数值方法
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全文: 内政部