Effect of membrane stiffness and cytoskeletal element density on mechanical stimuli within cells: an analysis of the consequences of ageing in cells
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Notice bibliographique
Résumé
A finite element model of a single cell was created and used to compute the biophysical stimuli generated within a cell under mechanical loading. Major cellular components were incorporated in the model: the membrane, cytoplasm, nucleus, microtubules, actin filaments, intermediate filaments, nuclear lamina and chromatin. The model used multiple sets of tensegrity structures. Viscoelastic properties were assigned to the continuum components. To corroborate the model, a simulation of atomic force microscopy indentation was performed and results showed a force/indentation simulation with the range of experimental results. A parametric analysis of both increasing membrane stiffness (thereby modelling membrane peroxidation with age) and decreasing density of cytoskeletal elements (thereby modelling reduced actin density with age) was performed. Comparing normal and aged cells under indentation predicts that aged cells have a lower membrane area subjected to high strain as compared with young cells, but the difference, surprisingly, is very small and may not be measurable experimentally. Ageing is predicted to have a more significant effect on strain deep in the nucleus. These results show that computation of biophysical stimuli within cells are achievable with single-cell computational models; correspondence between computed and measured force/displacement behaviours provides a high-level validation of the model. Regarding the effect of ageing, the models suggest only small, although possibly physiologically significant, differences in internal biophysical stimuli between normal and aged cells.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle