ГлавнаяАрхивПостроение неоднородного массива ячеек для задач клеточно- автоматного моделирования роста и деления клеток бактерий

Построение неоднородного массива ячеек для задач клеточно- автоматного моделирования роста и деления клеток бактерий | Прикладная дискретная математика. 2015. № 3(29).

Представлен метод организации массива ячеек клеточного автомата, который позволяет моделировать динамику поверхности клеток бактерий различных форм. Основная идея метода заключается в том, что поверхность разбивается на слои ячеек, что даёт возможность изменять отдельные части структуры моделируемой поверхности, не перестраивая всю поверхность целиком. Кроме того, такая организация ячеек позволила реализовать быстрый алгоритм определения соседства ячеек, также представленный в этой работе. На основе предложенных алгоритмов реализован программный комплекс и проведены вычислительные эксперименты, которые показали эффективность предложенного подхода в задачах, где необходимо изучение двусторонней связи между процессами, приводящими к динамике поверхности, и непосредственно самой динамикой.
  • Title Построение неоднородного массива ячеек для задач клеточно- автоматного моделирования роста и деления клеток бактерий
  • Headline Построение неоднородного массива ячеек для задач клеточно- автоматного моделирования роста и деления клеток бактерий
  • Publesher Tomask State UniversityTomsk State University
  • Issue Прикладная дискретная математика 3(29)
  • Date:
  • DOI
Ключевые слова
клеточные автоматы, самоорганизация, динамика поверхности, компьютерное моделирование, рост и деление клеток, E.coli, cellular automata, self-organization, surface dynamics, computer simulation, cell growth and division, E.coli
Авторы
Ссылки
Lutkenhaus J. Assembly dynamics of the bacterial MinCDE system and spatial regulation of the Z ring // Annu. Rev. Biochem. 2007. No. 76. P. 539-562.
Ivanov V. and Mizuuchi K. Multiple modes of interconverting dynamic pattern formation by bacterial cell division proteins // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010. V. 107. P. 8071-8078.
Hu Z. and Lutkenhaus J. Topological regulation of cell division in Escherichia coli involves rapid pole to pole oscillation of the division inhibitor MinC under the control of MinD and MinE // Mol. Microbiol. 1999. No. 34. P. 82-90.
Вптвпцкпй А. А. Компьютерное моделирование процесса самоорганизации бактериальной системы белков MinCDE // Мат. биол. и биоинф. 2014. Т. 9. №2. C. 453-463.
Loose M. Spatial regulators for bacterial cell division self-organize into surface waves in vitro // Science. 2008. V. 320. P. 789-792.
Vitvitsky A. Cellular automata simulation of self-organization in the bacterial MinCDE system // Bull. Nov. Comp. Center, Comp. Sci. 2014. V.36. P. 103-113.
Bonny M., Fischer-Friedrich E., Loose M., et al. Membrane binding of MinE allows for a comprehensive description of min-protein pattern formation // PLOS Comput. Biol. 2013. V.9. No. 12. P. 1-12.
Бандман О. Л., Киреева А. Е. Стохастическое клеточно-автоматное моделирование колебаний и автоволн в реакционно-диффузионных системах // СибЖВМ. 2015. Т. 18. №3. С. 251-269.
Kireeva A. Parallel implementation of totalistic Cellular Automata model of stable patterns formation // LNCS. 2013. V. 7979. P. 347-360.
Simulating Complex Systems by Cellular Automata. Understanding Complex Systems / eds. A. G. Hoekstra, J. Kroc., P.M. A. Sloot. Berlin: Springer, 2010. 385 p.
Бандман О. Л. Мелкозернистый параллелизм в вычислительной математике // Программирование. 2001. №4. С. 1-18.
Bandman O. Cellular automata diffusion models for multicomputer implementation // Bull. Nov. Comp. Center, Computer Sci. 2014. V.36. P.21-31.
Витвицкий А. А. Клеточные автоматы с динамической структурой для моделирования роста биологических тканей // СибЖВМ. 2014. Т. 17. №4. C. 315-328.
Построение неоднородного массива ячеек для задач клеточно- автоматного моделирования роста и деления клеток бактерий | Прикладная дискретная математика. 2015. № 3(29).
Построение неоднородного массива ячеек для задач клеточно- автоматного моделирования роста и деления клеток бактерий | Прикладная дискретная математика. 2015. № 3(29).