生物学的パタン形成のメカニズムの研究のために最新のカーネルベースのチューリングモデル

Kondo, Shigeru;(2017)[An updated kernel-based Turing model for studying the mechanisms of biological pattern formation]

理由

近藤先生シリーズ14

概要

アランチューリングによって示された反応拡散モデルは、最近実験データによって支持され、多くの生物学者に受け入れられてきた。しかしながら、基礎となる分子ネットワークが充分に理解されていないような研究で、モデルを生物実験の作業仮説として用いる時、科学者は短所を認識する。このような問題を解決するために、この研究はチューリングモデルの新しいバージョンを提案する。

この代わりのモデルは偏微分方程式によって記述されるのではなく、促進・抑制のkernelの形で記述される。したがってkernelベースチューリングモデル(KTモデル)と名付けた。様々な形のカーネルがあるKTモデルのシミュレーションによって、従来の数理モデルによって作るのは難しいようないくつかの複雑なパターンと同様に安定な2Dパターン(スポット、ストライプ、そしてネットワーク)の全ての標準的なバリエーションを作ることができる。細かいメカニズムがあまり分かっていない場合でもKTモデルは使うことができる、なぜなら相互作用kernelはおおよそ単純な実験によって発見され、KTモデルのシミュレーションは実験データに基づいて行われるからである。KTモデルのこれらの特性は従来のモデルの短所を補完し、生物パタン形成の理解に貢献するだろう。

印象的な図

Fig.6 7 シミュレーションと生物パタンの比較

雑記

早起き生活4日目。3連休は家で論文書き・・・。