RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Математическая биология и биоинформатика // Архив

Матем. биология и биоинформ., 2014, том 9, выпуск 2, страницы 453–363 (Mi mbb207)

Эта публикация цитируется в 1 статье

Математическое моделирование

Компьютерное моделирование процесса самоорганизации бактериальной системы белков MinCDE

А. А. Витвицкий

Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия

Аннотация: Система белков MinCDE присутствует в бактериях Escherichia coli и некоторых других видах. В естественных условиях MinCDE предотвращает неправильное деление бактериальной клетки. В лабораторных экспериментах MinCDE образует движущиеся белковые волны и некоторые другие пространственно-временные паттерны. Точные механизмы этого процесса самоорганизации до сих пор неясны, однако недавно было сделано предположение, которое гласит, что самоорганизация в системе MinCDE возникает в результате двух противоположных механизмов: коллективное привлечение белков MinD на мембрану и их открепление от мембраны в результате гидролиза АТФ, ускоряющееся за счет механизма быстрого пересвязывания белков MinE со свободными MinD. Основываясь на этом предположении, мы разработали клеточно-автоматную модель процесса самоорганизации белков MinCDE. В результате компьютерного моделирования был получен график концентрации белков в движущейся волне, образованной белками MinDE, который качественно соответствует аналогичным графикам, полученным из результатов лабораторных экспериментов. Кроме того, визуальная картина процесса моделирования, отражающая распространение белковых волн и спиралей, также схожа со снимками, полученными при помощи покадровой микроскопии в лабораторных условиях.

Ключевые слова: система MinCDE, деление клетки, Escherichia coli, самоорганизация, клеточные автоматы, компьютерное моделирование.

УДК: 519.6:576.3

Материал поступил в редакцию 16.10.2014, опубликован 04.12.2014



© МИАН, 2024