非洲锥虫细胞运动性模型与鞭毛动力学的定量描述

本文基于驻波振荡和行波，对前循环期布氏锥虫（T. brucei）的鞭毛动力学进行了定量描述。通过使用数字视频显微镜量化锥虫鞭毛波形的运动学。从一个具有内部分布力和力矩的弹性弦的伯努利-欧拉弯扭模型出发，建立了理论模型。该动力学由沿弦运动的分子马达内部驱动，其驱动力与局部位移成正比，从而与局部曲率成正比。模型方程是一个四阶非线性偏微分方程，包含对应于 Korteweg-de Vries (KdV) 方程和修正 KdV 方程的非线性项。对于不同的参数范围，我们获得了类扭结孤子、呼吸孤子，以及一类由光滑分段连接的圆锥函数弧（如椭圆）构造的新解。预测的振幅和波长与实验吻合良好。我们还提出了前循环期非洲锥虫游动的逐步运动学模型假设。