耦合力学与生物化学的细胞极化和运动计算模型
细胞行为
2010-11-25 v1
摘要
真核细胞的运动从建模和计算的角度都提出了一系列有趣且具有挑战性的问题。这些过程跨越多个空间尺度（从分子到组织）以及不同的时间尺度，反应动力学在秒量级，而细胞的变形和运动在分钟量级。即使在二维情况下，计算困难也在于问题本质上是变形、非稳态的域，由弹性边界包围，内部有生化信号物质的重新分布。在这里，我们报告了使用浸入边界法解决此问题的计算方案的结果。我们采用一个简单的反应-扩散系统，代表控制细胞极化的内部调节机制，并决定其弹性边界前缘的突出力强度。利用该计算方案，我们能够独立研究突出力和弹性力对细胞形状的影响、反应-扩散系统在不规则域中的分布，以及耦合的力学-化学系统。我们发现，这种细胞爬行表示可以恢复某些类型爬行细胞自发极化和运动的重要方面。
引用
@article{arxiv.1011.5240,
title = {A computational model of cell polarization and motility coupling mechanics and biochemistry},
author = {Ben Vanderlei and James J. Feng and Leah Edelstein-Keshet},
journal= {arXiv preprint arXiv:1011.5240},
year = {2010}
}