チューリングと3Dバーテックスモデルを組み合わせることで、うねりや管状、分岐のある自律的な形態形成が再現される

Satoru Okuda;...;Mototsugu Eiraku(2018.2, Scientific Reports )[Combining Turing and 3D vertex models reproduces autonomous multicellular morphogenesis with undulation, tubulation, and branching]

理由

セミナーでちょっと出てきた

概要

本研究では、3次元(3D)空間における化学パターンを共役させた多細胞変形の計算機シミュレーションを示す。これらの側面を解決するため、新しい数理モデルを示す。ここでは、反応拡散系が単細胞レベルで分離して現れ、3Dバーテックスモデルと組み合わせる。パターン形成と変形の共役から生じる複雑な現象を調べるために、例として、活性因子-抑制因子系を用いて、個々の細胞の活性因子の濃度を細胞の成長率に変換した。このモデルが単純であるにも関わらず、単層の細胞小胞を成長させることで、共役系はうねりや管状、分岐のような形態のダイナミクスを与えた。興味深いことに、この形態的多様性は、パターンと変形間の時間スケールの違いに依存しており、ドメイン成長のある活性因子-抑制因子系における内在的なヒステリシスによって部分的に理解できる。重要なことは、このモデルは、変形や再構成、分裂、アポトーシス、分化、そして増殖のような多様な細胞のふるまいを共役する3D多細胞ダイナミクスに応用できる。よって、結果から、提案されたモデルの有意な利点と、3D空間におけるパターンと変形の共役する現象の時空間ダイナミクスの生理学的重要性が示された。

雑記

反応拡散も進化してんな