Počítačové predikace pohybu buněk

Abstract

Název práce: Počítačové predikce pohybu buněk Autor: Vojtěch Bednář Katedra (ústav): Katedra aplikované matematiky Vedoucí diplomové práce: Doc. RNDr. Zdeněk Hedrlín, CSc. e-mail vedoucího: zdenek@kam.mff.cuni.cz Abstrakt: Práce se zabývá počítačovým modelováním činnosti buněk s důrazem na simulaci dynamiky vytváření buněčných struktur. Základem našeho modelu je zygotický graf, určující chování buňky v závislodsti na okolním látkovém prostředí, který je rozšířen o definici pohybu buňky ve směru nejvyšší koncentrace nejvíce viděné látky. Je modelově zkoumána diferenciace homogenních tkání a růst vlásečnic. Součástí práce je program koncipovaný jako virtuální laboratoř. Zkušenost pramenící z virtuálních pokusů poskytuje uživateli vhodný rámec pro porozumění danému tématu. Práce mimo jiné ukazuje, že množství diferencovaných buněk a potažmo tkání vzniklých z jedné primární je regulovatelné kvantitativní změnou jednoho parametru zygotického grafu. Dále se ukazuje, že dvojrozměrné uspořádání buněk v homogenní tkáni je určitým způsobem přirozenější pro diferenciaci, než jednorozměrné. Nakonec je pozorováno, že pohlcování látek buňkami z prostředí má alespoň v modelu důležitý vliv na správný vývoj sítě vlásečnic. Klíčová slova: buňka, simulace, zygotický graf, virtuální laboratoř 1

Title: Computer predictions of cell movement Author: Vojtěch Bednář Department: Department of Applied Mathematics Supervisor: Doc. RNDr. Zdeněk Hedrlín, CSc. Supervisor's e-mail address: zdenek@kam.mff.cuni.cz Abstract: This work is focused on computer modelling of cells' behavior. Emphasis is layed on dynamics of cell structures creation. Our model is based on so called zygotic graph, which defines production of ligands by the cell in respose to it's chemical environment. This graph is widened with cell movement definition in direction of the highest concentration of the most seen substance. There are two topics modelled. Differentiation of homogenous tissues and angiogenesis. Part of the work is a simulation program. Experiences with performing of virtual experiments in it gives to the user a suitable frame of understanding of given topic. We show, that the number of isolated differentiated cells could be regulated by one quantitative parameter. Next, it seems, that a two - dimensional layout of a homogenous tissue could be in particular sense more suitable for differentiation, than in one - dimensional case. The work also allows us to see that consumption of environmental chemical supstances by cells could have an important influence on correct micro - vessel network buildup. Keywords: cell, simulation,...