关于肌动蛋白丝的拉伸、弯曲、剪切与扭转 II：多分辨率建模

我们提出了一种用于建模 F-actin（肌动蛋白丝）的多分辨率方法。该方法通过在模拟丝的某些部分用基于杆的宏观模型替换基于单体的模型，以较低的计算成本在单个单体层面提供详细的微观信息。在基于单体的描述中，G-actin（球状肌动蛋白）由表面结合成双螺旋构型的椭球体表示以形成 F-actin。基于杆的模型更为粗粒化，其中 F-actin 使用 Cosserat 模型描述，如前述论文 [arXiv:2112.01480] 所示。该多分辨率方法通过三个案例研究加以说明，旨在测试 F-actin 在拉伸、弯曲、剪切和扭转下的性质。该方法特别适用于丝受到弯曲变形的情况。我们研究了使用标准 Cosserat 模型捕捉 F-actin 完整扭转行为的局限性，提出了其扩展模型，考虑曲率相关刚度与扭转-拉伸耦合，以提高整体多分辨率方案的精度。