Reaction-diffusion modeling for intracellular environment

细胞内环境的反应扩散建模

• 批准号: 20740243
• 负责人: TOGASHI Yuichi
• 金额: $ 2.08万
• 依托单位: Kobe University (2011)Osaka University (2008-2010)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20740243/
• 关键词: 生物物理学; 分子機械; 細胞; 超分子混雑; 自己組織化; 反応拡散系; 位相振動子系; 時空間パターン; 酵素反応; 数理モデル; シミュレーション

The activities of biological cells are maintained by chemical reactions. The environment in the cell is however distinct from typical macroscopic reactors ; cells are highly crowded with macromolecules including molecular machines(e. g. enzymes), whose function is coupled with the active molecular motion, and also complex structures such as membranes and cytoskeletons. We investigated how these features of the cell may affect the reaction-diffusion behavior. We found spatiotemporal patterns in which both molecular crowding and machine motion are involved, which suggest significance of molecular "motion" in the cell.

生物细胞的活动是通过化学反应来维持的。然而，细胞内的环境与典型的宏观反应器不同。细胞中高度拥挤着大分子，包括分子机器（例如酶），其功能与活跃的分子运动相结合，还具有复杂的结构，例如膜和细胞骨架。我们研究了细胞的这些特征如何影响反应扩散行为。我们发现了分子拥挤和机器运动都参与的时空模式，这表明细胞中分子“运动”的重要性。

项目成果

Abstract and Coarse-Grained Modeling Toward Understanding of the Biomolecular Machinery in the Crowded Intracellular Environment

用于理解拥挤细胞内环境中生物分子机械的抽象和粗粒度建模

• 发表时间: 2010
• 作者: H. Wada;& R. R. Netz;加藤貴;Yuichi Togashi;和田浩史;加藤貴;冨樫祐一
• 通讯作者: 冨樫祐一

Modeling of Molecular Networks in the Cell : Minority and Crowd

细胞中分子网络的建模：少数群体和群体

• 发表时间: 2012
• 作者: H.Wada;Y.Tanaka;Yuichi Togashi
• 通讯作者: Yuichi Togashi

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Formation of Reaction-Diffusion Pathways by Molecular Machines in the Crowded Intracellular Environment

分子机器在拥挤的细胞内环境中形成反应扩散途径

• 发表时间: 2010
• 作者: 冨樫祐一;柳田敏雄;Alexander S. Mikhailov;T. Kato;Hirofumi Wada;冨樫祐一(共著);Hirofumi Wada;T.Kato;冨樫祐一
• 通讯作者: 冨樫祐一

混雑した反応拡散系における分子の内部状態と粒子性の効果

拥挤反应扩散系统中分子内部状态和粒子性质的影响

• 发表时间: 2010
• 作者: Yamamoto;S.;Wada;K.;Kobayashi;H.;Kimura;H.;Ishiguro;M.;Matsui;T.;Hirofumi Wada;冨樫祐一
• 通讯作者: 冨樫祐一