Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > q-bio > arXiv:1107.4777

帮助 | 高级搜索

定量生物学 > 细胞行为

arXiv:1107.4777 (q-bio)
[提交于 2011年7月24日 ]

标题: 自我辅助的变形虫状导航在复杂环境中的应用

标题: Self-assisted Amoeboid Navigation in Complex Environments

Authors:Inbal Hecht, Herbert Levine, Wouter-Jan Rappel, Eshel Ben-Jacob
摘要: 背景:许多类型的活细胞需要对外部刺激做出反应以完成其功能任务;这些任务包括伤口愈合、免疫反应和受精。 虽然方向性运动通常由外部信号决定,但实际的运动也受到物理限制,例如其他细胞和细胞外基质的存在。 在存在障碍物的情况下成功导航的能力不仅对生物体至关重要,而且可能在自主机器人运动的研究中具有相关性。 方法/主要发现:我们研究了在不同条件下阿米巴样趋化导航的计算模型,从无障碍环境中的运动到在障碍物之间导航,最后到在迷宫中移动。 我们将迷宫作为严重约束运动任务的简单替代,这可能在致密的细胞外基质中出现。 尽管使用简单趋化性的代理可以成功绕过小障碍物,但大型障碍物的存在常常导致代理被困。 我们进一步表明,采用一种简单的记忆机制,即代理分泌一种排斥性化学物质,有助于代理摆脱这种困境。 结论/重要性:我们的主要结论是,采用简单趋化策略的细胞通常无法通过类似迷宫的几何结构,但一种简单的化学标记机制(我们称之为“自我协助”)显著提高了成功率。 这一认识为真实细胞在复杂环境中迁移可能采用的机制提供了重要的见解,也为机器人导航策略的设计提供了线索。 结果可以扩展到更复杂的多细胞系统,并可用于哺乳动物细胞迁移和癌症转移的研究。
摘要: Background: Living cells of many types need to move in response to external stimuli in order to accomplish their functional tasks; these tasks range from wound healing to immune response to fertilization. While the directional motion is typically dictated by an external signal, the actual motility is also restricted by physical constraints, such as the presence of other cells and the extracellular matrix. The ability to successfully navigate in the presence of obstacles is not only essential for organisms, but might prove relevant in the study of autonomous robotic motion. Methodology/principal findings: We study a computational model of amoeboid chemotactic navigation under differing conditions, from motion in an obstacle-free environment to navigation between obstacles and finally to moving in a maze. We use the maze as a simple stand-in for a motion task with severe constraints, as might be expected in dense extracellular matrix. Whereas agents using simple chemotaxis can successfully navigate around small obstacles, the presence of large barriers can often lead to agent trapping. We further show that employing a simple memory mechanism, namely secretion of a repulsive chemical by the agent, helps the agent escape from such trapping. Conclusions/significance: Our main conclusion is that cells employing simple chemotactic strategies will often be unable to navigate through maze-like geometries, but a simple chemical marker mechanism (which we refer to as "self-assistance") significantly improves success rates. This realization provides important insights into mechanisms that might be employed by real cells migrating in complex environments as well as clues for the design of robotic navigation strategies. The results can be extended to more complicated multi-cellular systems and can be used in the study of mammalian cell migration and cancer metastasis.
主题: 细胞行为 (q-bio.CB) ; 生物物理 (physics.bio-ph)
引用方式: arXiv:1107.4777 [q-bio.CB]
  (或者 arXiv:1107.4777v1 [q-bio.CB] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.1107.4777
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
相关 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0021955
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Inbal Hecht [查看电子邮件]
[v1] 星期日, 2011 年 7 月 24 日 18:00:02 UTC (835 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
q-bio.CB
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2011-07
切换浏览方式为:
physics
physics.bio-ph
q-bio

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号