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形态发生的几何学与形态发生场概念

其他定量生物学 2013-07-23 v2 微分几何 综合物理

摘要

形态发生过程(可定义为生物体形态的演化)是生命科学中最引人入胜的谜题之一。显然,基因表达模式无法解释生物体及其部分在空间中的精确几何结构的发展。在此,我们提出一组假设和可能的方法,以发现分子生物学信息与其在生物体时空几何中的实现之间的对应关系。首先,我们建议生物体及其部分的几何结构由位于细胞表面的分子密码编码,使得每个细胞可以关联一个包含该密码的相应矩阵。作为一个特定模型,我们提出由几种类型的糖缀合物寡糖残基进行编码。其次,我们给出细胞事件的概念,并将发育描述为细胞事件树,其中细胞事件指细胞状态的变化,例如细胞分裂、细胞生长/死亡、迁移或分化过程。接着,我们建议使用“形态发生场”概念来描述这些细胞运动规律,该场定义为“细胞空间”上的“事件空间”中的一个对象,它根据细胞在发育胚胎中的位置,将编码的生物信息转化为给定细胞的细胞事件指令信号。每次细胞事件后,细胞表面的矩阵将根据生物体形态发生场所规定的规则发生变化。最后,我们提出了一些关于细胞表面形态发生密码、细胞运动规律与胚胎几何之间联系的想法。

关键词

引用

@article{arxiv.1205.1158,
  title  = {The Geometry of Morphogenesis and the Morphogenetic Field Concept},
  author = {Nadya Morozova and Mikhail Shubin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1205.1158},
  year   = {2013}
}