A bulk-surface mechanobiochemical modelling approach for single cell migration in two-space dimensions
Notice bibliographique
Résumé
In this work, we present a mechanobiochemical model for two-dimensional cell migration which couples mechanical properties of the cell cytosol with biochemical processes taking place near or on the cell plasma membrane. The modelling approach is based on a recently developed mathematical formalism of evolving bulk-surface partial differential equations of reaction-diffusion type. We solve these equations using finite element methods within a moving-mesh framework derived from the weak formulation of the evolving bulk-surface PDEs. In the present work, the cell cytosol interior (bulk) dynamics are coupled to the cell membrane (surface) dynamics through non-homogeneous Dirichlet boundary conditions. The modelling approach exhibits both directed cell migration in response to chemical cues as well as spontaneous migration in the absence of such cues. As a by-product, the approach shows fundamental characteristics associated with single cell migration such as: (i) cytosolic and membrane polarisation, (ii) actin dependent protrusions, and (iii) continuous shape deformation of the cell during migration. Cell migration is an ubiquitous process in life that is mainly triggered by the dynamics of the actin cytoskeleton and therefore is driven by both mechanical and biochemical processes. It is a multistep process essential for mammalian organisms and is closely linked to a vast diversity of processes; from embryonic development to cancer invasion. Experimental, theoretical and computational studies have been key to elucidate the mechanisms underlying cell migration. On one hand, rapid advances in experimental techniques allow for detailed experimental measurements of cell migration pathways, while, on the other, computational approaches allow for the modelling, analysis and understanding of such observations. The bulk-surface mechanobiochemical modelling approach presented in this work, set premises to study single cell migration through complex non-isotropic environments in two- and three-space dimensions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».