Multiscale modeling of bacterial chemotaxis [Elektronische Ressource] / presented by Nikita Vladimirov

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ofinbsubmitted9.12.2009toNaturaltheVladimiroComDatebinedtheFctoracultiespresenforDipl.-Math.thebNaturaltaSciencesoralanforddegreeforDoMathematicsofofSciencesthetedRupyerto-CarolaNikitaUnivversitornyAlma-Aof(Kazakhstan)Heidelboferg,examination:GermanDissertationyDirkVictorProf.MultiscalePriv.-Doz.MoTitledelingDr.ofSourjikBaDr.cterialLebiedzChemotaxisRefereesbacterialthebacteriaOneoutpofanalysistheCheAcenwithtralexpquestionsasoftmoshodernssystemsylation,biologyisiswthearolewofinmicroscopicdelparametersstudyofpropaobservsingleofcellagellarinctheblingbmotors.ehaaviortofduciadatacell,paopulation.TheMultiscalevmots.delsclusterhelpconstantogradienaddressbthis.problem,gradienallooptimalwingnarroto,understandregulatorpopopulationtionsbkehathroughviorandfromatheeralinformationmoabtedoutRapidCell.single-cellthemolecularulationcinompgonenmentspathandsensitivitreactions.

Sujets

• Biologie

Informations

• Publié par: ruprecht-karls-universitat_heidelberg
• Publié le: 01 janvier 2009
• Nombre de lectures: 11
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 9 Mo

Extrait

DoDissertationAlma-AsubmittedytofortheSciencesComvbinedofFdegreeacultiesoffortedtheNikitaNaturalornSciences(Kazakhstan)anexamination:dtheforofMathematicsctorofNaturalthepresenRupberto-CarolaDipl.-Math.UnivVladimiroersitbyinoftaHeidelbDateerg,oralGerman9.12.2009yLebiedzTitleSourjikMultiscaleDr.MoDr.delingProf.ofVictorBaPriv.-Doz.cterialDirkChemotaxisRefereespSummaryCheBOneinoferformstheofcenkinasetralsevquestionseriofusedmoypdernwnsystemsinbiologyrunningisimplementheareroleyofamicroscopicdierenparameterssuggestedofcaertiessingleedcelltheinmotors.thehemotacticbofehaTheviorprogramofsim-ancellonpandopulation.computationallyMultiscalemomoestigatedelsAhelp(MWtot-activiaddresstthisehaproblem,Usingallot,wingctowunderstandwherepCheYopulationeratingbfurtherehaimproviormethfromtumthecellinformationagellarabdeloutinsingle-cellItmolecularpresencsoftompreproonenthetstalandwreactions.yThisulatesgoalinrequirestmo.delswthatinarehemotaxissuciengradientlycaldetailedreceptortomocapturenew,cenytralofinsystematicallytracellularcproofcesseosunique,thisbisuttheatistheasameoftimeyenabletrationsimonseulationfalloftheenoftireula-cellthatpfeedbacopulations.esInthroughthisylation,wandorkblingaanowithveralelmotors.mmoultiscaleis(htedybrid)amoRapidCell.deloutpisthepresentted,ulationwhicwhindescribduciesgcexphemenmo-datatacticpathEscherichiaacsensitivitoli,bacteriumsimbbacterialyopulationsaacomecienbinationwofyheterogeneousThemathematicaldelapproacashestoinvonecplatform:inrapid-equilibriumt(algebraic)ts.motheoreti-dels,analysisordinarythedieren-clustertialC)equations,delandastoconstancthastictproecesses.gradienThetomstudyultiscalehemotactiapproacbhviorisbacteriabasedsilicon.time-thescalepropseparationofofgradienkiteyshoreactions.thatTheoptimalresulhemotaxistobserviinngnarromorangedelCheAofactivitc,heconcenmotacticofbacteriumrespde-regulatorscribpesssignaltoproopcessingrangebagellarySimmixedtionscconrmhemoreceptortheclustersphosphorylation(MWkCvmocdel),iadaptationisiitheeciencylikinorganisms,aoptimizationnultiscumwhicbiseryofsevgradienatsimpbandytlyshiftingothegradienatvmonsteragehCheYtuningpotherconcenolutionarytrationtedtounderstandingttaltheemotorcomplicatedoptaleratingwrange.presenComparativaimedeysiminulationsdriftoft.motilitnewyoliineliquidandandangle.peorousagellatedmedialevsuggestcthatasadaptationcantimehrequiredehaforortanoptimaloutccarryhemotaxishighdepbendserimenonabundanthetransduc-medium.noIntegrateliq-wideuidbiologicalmedium,inthescales"vpredictedariabilitmoyitindramaticadaptationthetimeseloamongthecellsresultmasyelbE.ehemotaxis,evfromolutionaryhingfaagellarvresultingourabletumtostrategyensuretoco-existenceboferitricsubpandopulationsetthatofwillinbConcluding,emooptimallyonetacticeinedierentttgradiencellts.TheyHoim-wexpevwledgeer,biologicaliwncomputationalatspyorousmamediumto(agar)ex-suctrials.htherevexpariabilitonyinappthereearsmathematicaltotobmoeerlessofimpinortanThist,newbwecause"bridgeagarbiologystructuretpbosethesdelmainlysmall,negativresultseaselection,enhancemenagainstofsubpcellularopulationsvwithcitloalongwgradienlevThiselsdeofrateadaptaalevtofiinoncenzymes.cAwhicdetailedarisesmcollectivoswitcdelofoferalcellmotorsmaotionnepredictsofexistenceblingofSimilaranisadditionalelymecbhanismusedofygradienpthouslynabacteria,vigationindicatesinyE.anotherceloliev.optimizationBasedbacterialonhemotaxis.themexpaleerimendelstallytheobservpresenedhdepreebndenceanofortancellresearctuminstrumenblingforangletheonbthevior.nreectummostbpertoferimencloknocabkwise-rotatingthemotors,system,theallomotodeloutsuggestsexpthatrimennotofonlycomplexitth,ehtumyblingefrequencyo,forbutpalsotaltheCurrenangle,ofisreorienttationerimenduringdataasignaltumtionblelivingdepbutendsisongeneraltheframeswimmingorkdirectioninalongheterogeneousthedelsgradienvt.theAlthoughrangethescalesdier-tencemostinsystems.meanthesistumablingstoneanglethesorkuptoandthedoinwn.thebarkKurzfassungtrationMulti-SkAktivitalenMoMobdellidieerungTunderbSimdieserulationtheoretiscinonderhBiolAogieZellensindRapidCellnotanwumeriscendig,Multi-Skumhiedenenzel-ergibtlulsystematiscareHilFoptimaleunktionalitwird,at(MWaufRezeptormethderundBasismehreremolekulSoftarerSoft-KChemotaxis-MoomptliconentellertenMitundtReaktionenwirdzuolivtersucerstehen.RezeptorclustermoDazutensindhmathematiscchehenMospdetenlleengenerforderlicbh,dendiepinMotrazelluldurcaresoProzesseewhinreicaumelnhenddurcdetailliertmotoren.bwirdescarepakhreibtiert.earen,bgleicllehzeitighinsicabReproerexpezienundtEzienzndesumerisceithekSimMoulatio-Chemo-nenE.vvontenganzent.ZellpAnalyseopulationen(MWerlaubneuartigenen.onstanZuderdiesemesondersZwinecStudiekhemotak-wirdeignet.indedieserEigenscArbGradieeitgezeigt,eininmatsbultiskCheAaligeshHybrid-MoKdellRegulatorproteinsenChemorezeptorentCwicdell),kdaptationelt,hwylierung,elcwiehesranslationsbdieegungChemotaxisTbdereigesteuertEscherichiahcFlagellen-oliDasBakteriendellbimescwhreibt.etDasimplemenMoDiedwevllessertvestehendeereinigtdeklassiscsignikhetheterogenehmathematis-hcduzier-heeitAnserimenatzeDa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