Simulace tvaru buňek pomocí modelu cytoskeletu

Abstract

Práce se zabývá počítačovým modelováním činnosti buněk. Hlavní důraz je kladen na simulaci tvarování buněk. Cílem práce je vytvořit teoretickou strukturu, která bude vhodně representovat buněčný cytoskelet. Model je založen na Zygotickém grafu. Ten definuje reakce buňky na příchozí podněty z prostředí. Oproti předchozím modelům přidáváme nově Výplňový graf a Zásobníkový graf do Zygotického grafu. Za účelem modelování tvarování buňky definujeme pružnost membrány. Také definujeme mechanismus cytoplasmatického pulsu. Ten je nezbytný pro modelování améboidního pohyb. Přidali jsme novou strukturu zvanou Zásobník, která reprezentuje skladovací schopnosti buňky. Využíváme náš model k simulaci pohybu améby. Další příklad ukazuje pohyb bílé krvinky skrze stěnu cévy. Také se snažíme simulovat růst buněk v uzavřeném prostředí.

This work is focused on computer modelling of cells' behavior. Emphasis is layed on simulating of cell shaping. The goal is to design theoretical structure, which suitably represents cytoskeleton of cell. Our model is based on Zygotic graph. It defines cell reactions to incoming stimulation from environment. Unlike previous models we newly add Fill graph and Granary graph to the Zygotic graph. In order to modelling of cell shaping we define membrane flexibility. We also define mechanism of Cytoplasmatic pulse. It is necessary for amoeboid movement modelling. We added new structure called Granary, which represents storage ability of cell. We use our model to simulate movement of amoeba cell. Another example shows white blood cell moving through blood vessel wall. We also attempt to simulate growth of cells inside closed environment.