BioScience Blog – Научный Биологический блог

Вданный момент разработка программ для моделирования роста и развития растительных тканей является актуальной задачей в биологии развития растений.

Представляемая система предназначена для поддержки процесса моделирования развития двумерных клеточных ансамблей, т.е. моделирования динамики их функционального состояния, биологических и биофизических характеристик, а также геометрии на основе представлений о морфогенезе. Одна из моделей морфогенеза основана на том, что согласованное развитие клеток управляется полями концентраций специальных химических веществ, называемых морфогенами.

Предполагаемые направления использования этой системы включают, например:

•  изучение влияния на морфогенез биофизических и молекулярно-биологических

процессов как по отдельности, так и в совокупности;

•  моделирование процессов роста и морфогенеза плоских растительных тканей.

Методы

Данная компьютерная система имеет модульную архитектуру, что позволяет легко расширять её функциональность. Она включает в себя следующие модули:

•  модуль  моделирования  процессов роста и деления клеток с  возможностью

регуляции   экспрессии   в   них   морфогенов   и   учетом   влияния   морфогенов   на

функционирование клеток, в том числе и на их дифференцировку;

•  модуль  расчета  транспортных   потоков   воды,   морфогенов   и   «питательных

веществ» внутри ткани;

•      модуль расчета деформации ткани на основе биомеханических моделей клетки.

«Привязка» моделей к реально наблюдаемым тканевым структурам является важным этапом верификации пригодности модели, и интерпретации экспериментальных данных. В связи с этим в систему планируется включить модуль обработки изображений, одним из результатов работы которого является построение геометрической модели реального объекта (клетки и/или ткани).