Метод малого параметра в задачі хемотаксису

Автор(и)

  • О.М. Васильєв Київський нацiональний унiверситет iменi Тараса Шевченка

DOI:

https://doi.org/10.15407/ujpe71.11.861

Ключові слова:

хемотаксис, атрактант, малий параметр, розподiл, збiжнiсть, iтерацiя

Анотація

У статті пропонується ітераційний метод для побудови аналітичного наближеного розв’язку задачі хемотаксису в просторово обмеженій одновимірній системі. У рамках запропонованого підходу отримано такий розв’язок, знайдено достатні умови його застосовності й виконано порівняння аналітичного наближеного і чисельного розв’язків.

Посилання

1. E. Keller, L. Segel. Model for chemotaxis. J. Theor. Biol. 30, 225 (1971).

https://doi.org/10.1016/0022-5193(71)90050-6

2. J. Adler, G.L. Hazelbauer, M.M. Dahl. Chemotaxis toward sugars in escherichia coli. J. Bacteriology 115, 824 (1973).

https://doi.org/10.1128/jb.115.3.824-847.1973

3. R. Lapidus, R. Schiller. Bacterial chemotaxis in a fixed attractant gradient. J. Theor. Biol. 53, 215 (1975).

https://doi.org/10.1016/0022-5193(75)90112-5

4. M. Eisenbach. Chemotaxis (World Scientific Publishing, 2004).

https://doi.org/10.1142/p303

5. H.C. Berg. E. coli in Motion (Springer, 2004).

https://doi.org/10.1007/b97370

6. P. Van Haastert, P. Devreotes. Chemotaxis: Signalling the way forward. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 5, 626 (2004).

https://doi.org/10.1038/nrm1435

7. R. Kay, P. Langridge, D. Traynor et al. Changing directions in the study of chemotaxis. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 9, 455 (2008).

https://doi.org/10.1038/nrm2419

8. J. Adler. Chemotaxis in bacteria. Science 153, 708 (1966).

https://doi.org/10.1126/science.153.3737.708

9. J. Adler. Chemoreceptors in bacteria. Science 166, 1588 (1969).

https://doi.org/10.1126/science.166.3913.1588

10. E.F. Keller, L.A. Segel. Travelling bands of chemotactic bacteria: A theoretical analysis. J. Theor. Biology 30, 235 (1971).

https://doi.org/10.1016/0022-5193(71)90051-8

11. H.C. Berg, D.A. Brown. Chemotaxis in escherichia coli analysed by three-dimensional tracking. Nature 239, 500 (1972).

https://doi.org/10.1038/239500a0

12. R. Lapidus, R. Schiller. Model for the chemotactic response of a bacterial population. Biophys. J. 16, 779 (1976).

https://doi.org/10.1016/S0006-3495(76)85728-1

13. J. Zhuang, G. Wei, R.W. Carlsen, M.R. Edwards, R. Marculescu, P. Bogdan, M. Sitti. Analytical modeling and experimental characterization of chemotaxis in serratia marcescens. Phys. Rev. E 89, 052704 (2014).

https://doi.org/10.1103/PhysRevE.89.052704

14. L. Yang. Global solutions to the Cauchy problem in a higher-dimensional chemotaxis model with indirect signal production mechanism. Appl. Anal. 1 (2026).

https://doi.org/10.1080/00036811.2026.2660789

15. A. Paiva. Interaction of Dirac δ-waves in the inviscid levine and sleeman chemotaxis model. Math. Methods Appl. Sci. 49 (7), 6492 (2026).

https://doi.org/10.1002/mma.70400

16. X. Pan, C. Mu. Large time behavior in a doubly degenerate nutrient taxis system with logistic source. Nonlinear Anal. 271, 114142 (2026).

https://doi.org/10.1016/j.na.2026.114142

17. A. Agosti, A. Signori. Analysis of a multi-species Cahn-Hilliard-Keller-Segel tumor growth model with chemotaxis and angiogenesis. J. Differ. Equ. 403, 308 (2024).

https://doi.org/10.1016/j.jde.2024.05.025

18. H. Garcke, K.F. Lam. Analysis of a Cahn-Hilliard system with non-zero Dirichlet conditions modeling tumor growth with chemotaxis. Discrete Contin. Dyn. Syst. 37 (8), 4277 (2017).

https://doi.org/10.3934/dcds.2017183

19. H. Garcke, K.F. Lam. Well-posedness of a Cahn-Hilliard system modelling tumour growth with chemotaxis and active transport. Europ. J. Appl. Math. 28, 2, 284 (2017).

https://doi.org/10.1017/S0956792516000292

20. C. Beta, C. Martinez-Torres. Cell Motility and Chemotaxis (Humana New York, 2024).

https://doi.org/10.1007/978-1-0716-4023-4

21. T. Sagawa, Y. Kikuchi, Y. Inoue, H. Takahashi, T. Muraoka, K. Kinbara, A. Ishijima, H. Fukuoka. Single-cell E. coli Response to an instantaneously applied chemotactic signal. Biophys. J. 10, 730 (2014).

https://doi.org/10.1016/j.bpj.2014.06.017

22. T. Namba, M. Nishikawa, T. Shibata. The relation of signal transduction to the sensitivity and dynamic range of bacterial chemotaxis. Biophys. J. 103, 1390 (2012).

https://doi.org/10.1016/j.bpj.2012.08.034

23. A.N. Vasilev. Analytical approach for calculating the chemotaxis sensitivity function. Ukr. J. Phys. 63 (3), 255 (2018).

https://doi.org/10.15407/ujpe63.3.255

24. A.N. Vasilev, D.E. Sakovich. The Modeling of bacterial chemotaxis in a one-dimensional system. J. Phys. Studies 19 (1/2), 1801 (2015).

https://doi.org/10.30970/jps.19.1801

25. A.N. Vasilev, B.Y. Serhushev. Peculiarities of bacterial chemotaxis in a cylindrical pore. Ukr. J. Phys. 64 (2), 137 (2019).

https://doi.org/10.15407/ujpe64.2.137

26. O.M. Vasyliev. Model of chemotaxis in a combined environment. Ukr. J. Phys. 70 (12), 852 (2025).

https://doi.org/10.15407/ujpe70.12.852

27. O.M. Vasilev, V.O. Karpenko. Modeling of bacterial chemotaxis in a medium with a repellent. Ukr. J. Phys. 63, 802, (2018).

https://doi.org/10.15407/ujpe63.9.802

28. O.M. Vasyliev, A.O. Slobodianiuk. The chemotaxis sensitivity function for a system with a spherical geometry. Ukr. J. Phys. 68 (7), 458 (2023).

https://doi.org/10.15407/ujpe68.7.456

29. O.M. Vasyliev. A Model of chemotaxis in an aggressive environment. J. Phys. Studies 30 (2), 2801 (2026).

https://doi.org/10.30970/jps.30.2801

30. D.V. Bohdanov, A.N. Vasilev. Chemotaxis sensitivity function for two-dimensional system with radial symmetry. J. Phys. Studies. 21 (3), 3801 (2017).

https://doi.org/10.30970/jps.21.3801

31. R. Lapidus, R. Schiller. A mathematical model for bacterial chemotaxis. Biophys. J. 14, 825 (1974).

https://doi.org/10.1016/S0006-3495(74)85952-7

32. J.D. Murray. Mathematical Biology: I. An Introduction (Springer, 2007).

33. M.J. Tindall, S.K. Porter, P.K. Maini, G. Gaglia, J.P. Armitage. Overview of mathematical approaches used to model bacterial chemotaxis. II: Bacterial populations. Bull. Math. Biol. 70, 1570 (2008).

https://doi.org/10.1007/s11538-008-9322-5

Завантаження

Опубліковано

2026-10-29

Номер

Розділ

Фізика рідин та рідинних систем, біофізика і медична фізика

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають