杆状细菌生长群体中的力学相互作用建模

合成生物学的进展使我们能够设计具有预设特性的细菌集群。然而，这些集群的行为难以理解，因为细胞生长与分裂以及细胞外流体流动导致群体内细胞排列复杂且不断变化。为了理性地设计和控制细胞集群的行为，我们需要理论和计算工具来理解其涌现的时空动力学。本文提出了一个基于智能体的模型，允许生长中的细胞检测并响应力学相互作用。至关重要的是，我们的模型将细胞生长动力学与细胞环境耦合：力学约束可以影响细胞生长速率，细胞可能根据这些约束改变其行为。这种耦合将影响细胞生长的机械力与细胞组装中的涌现行为联系起来。我们通过展示力学相互作用如何影响在微流控陷阱中生长的细菌集群的动力学来说明我们的方法。