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模拟细胞群中的粗粒化。 (英语) 2014年7月17日

摘要:控制多细胞组织组织的主要机制在很大程度上仍处于开放状态。研究基本控制机制的一个常用工具是体外实验,其中生长条件可以广泛变化。然而,即使是体外实验也并非没有未知或不可控的影响。数学模型越来越成为实验的流行补充工具的一个原因是,它们允许研究假设,而不受实验中出现的未知或不可控影响。到目前为止,已经考虑了许多模型类型来对多细胞组织进行建模,从详细的基于单个细胞的模型(具有细胞形状的显式表示)到细胞自动机模型(不具有细胞形状表示)和连续体模型(考虑多个单个细胞的平均局部密度)。然而,如何将不同的模型描述联系起来,以及如何基于更精细的微观层次的知识构建更粗糙层次的描述,在很大程度上仍然是未知的。
在这里,我们考虑了体外单层生长的例子,以说明在从基于单细胞的脱离晶格模型开始的多步骤过程中,如何通过特征的细胞生物物理和细胞动力学特性来包含亚细胞尺度上的信息,可以构造一个元胞自动机,其规则是根据非格模型中的结果选择的。最后,我们以元胞自动机模型为出发点,从隔间方法构建多元主方程,从中可以通过系统粗粒度过程导出连续模型。我们发现,得到的连续体方程在很大程度上反映了CA模型的增长行为。我们模型的开发是由对生长单层膜的实验观察指导的。

MSC公司:

92立方37 细胞生物学
93A30型 系统数学建模(MSC2010)
68问题80 细胞自动机(计算方面)
92 C50 医疗应用(通用)
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全文: 内政部

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