Mathematical modeling of chemotaxis guided amoeboid cell swimming
Mathematical modeling of chemotaxis guided amoeboid cell swimming
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趋化引导变形细胞游泳的数学模型
DOI：
10.1088/1478-3975/abf7d8
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
2
通讯作者：
Wu, Hao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Qixuan;Wu, Hao
细胞和微生物采取各种策略来响应不同的环境刺激而迁移。迄今为止，许多模型研究都集中在基于爬行的Dictyosteelium discoideum（Dd）细胞迁移诱导的趋化性，但最近的实验结果表明，即使没有粘附或接触的基板，Dd细胞仍然可以游泳跟随化学引诱物的信号。在本文中，我们开发了一个建模框架，研究趋化诱导的变形虫细胞游泳动力学。一个最小的游泳系统由一个可变形的Dd变形虫细胞和一个稀释的细菌悬浮液组成，细菌产生吸引Dd细胞的化学引诱物信号。我们使用的数学变形虫模型产生Dd细胞变形，并解决由此产生的低雷诺数流动，并使用基于移动网格的有限体积法求解反应-扩散-对流方程。使用计算模型，我们表明，趋化性引导游泳的Dd细胞跟随和捕捉细菌，而另一方面，细菌趋流性可能有助于细菌逃离捕食者Dd细胞。
Cells and microorganisms adopt various strategies to migrate in response to different environmental stimuli. To date, many modeling research has focused on the crawling-based Dictyostelium discoideum (Dd) cells migration induced by chemotaxis, yet recent experimental results reveal that even without adhesion or contact to a substrate, Dd cells can still swim to follow chemoattractant signals. In this paper, we develop a modeling framework to investigate the chemotaxis induced amoeboid cell swimming dynamics. A minimal swimming system consists of one deformable Dd amoeboid cell and a dilute suspension of bacteria, and the bacteria produce chemoattractant signals that attract the Dd cell. We use the mathematical amoeba model to generate Dd cell deformation and solve the resulting low Reynolds number flows, and use a moving mesh based finite volume method to solve the reaction–diffusion–convection equation. Using the computational model, we show that chemotaxis guides a swimming Dd cell to follow and catch bacteria, while on the other hand, bacterial rheotaxis may help the bacteria to escape from the predator Dd cell.
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爬行细胞的机械化学建模
DOI：
--
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
作者：
T. Nagase;M. Komatsu;Y. G So;T. Ishida;H. Yoshida;Y. Kawaguchi;Y. Tanaka;K. Saitoh;N. Ikarashi;M. Kuwahara and M. Nagao;Mitsusuke Tarama
通讯作者：
Mitsusuke Tarama
影响因子：
3.4
作者：
M. R. Nejad;A. Najafi
通讯作者：
M. R. Nejad;A. Najafi
变形虫在顺应的通道中游泳。
影响因子：
3.4
作者：
S. Dalal;A. Farutin;C. Misbah
通讯作者：
C. Misbah
影响因子：
2.5
作者：
I.;Katsura;Goldenberg;C. Cantor;N. L. Marky;V. Balaji;A. Schyolkina
通讯作者：
A. Schyolkina
影响因子：
1.9
作者：
Wang, Qixuan;Othmer, Hans G.
通讯作者：
Othmer, Hans G.