Функція чутливості хемотаксису для системи зі сферичною геометрією
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe68.7.456Ключові слова:
хемотаксис, бактерiя, атрактант, концентрацiя, розподiлАнотація
У статтi розв’язується задача визначення функцiї чутливостi хемотаксису для системи, що має геометрiю сфери. Функцiя чутливостi хемотаксису використовується як характеристика неоднорiдностi розподiлу бактерiй в системi, де є атрактант. За наявностi атрактанту бактерiї розподiляються в системi вiдповiдно до розподiлу атрактанту. При цьому важливу роль вiдiграє геометрiя системи, межовi умови, режим пiдведення атрактанту та регулювання кiлькостi бактерiй в системi. Нами розглядається система, в якiй бактерiї розподiленi по поверхнi сфери. Концентрацiя атрактанту в системi регулюється шляхом фiксацiї концентрацiї атрактанту на полюсах сфери з використанням тонкого капiляру. Кiлькiсть бактерiй в системi вважається фiксованою. Для такої системи отримується аналiтичний вираз для функцiї чутливостi хемотаксису. Отриманi результати можуть бути корисними при поясненнi поведiнки бактерiй в реальних системах зi складною геометрiєю та при обробленнi експериментальних даних.
Посилання
J. Adler. Chemotaxis in bacteria. Science 153, 708 (1966).
https://doi.org/10.1126/science.153.3737.708
J. Adler. Chemoreceptors in bacteria. Science 166, 1588 (1969).
https://doi.org/10.1126/science.166.3913.1588
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
J. Adler, G.L. Hazelbauer, M.M. Dahl. Chemotaxis toward sugars in Escherichia coli. J. Bacteriol. 115, 824 (1973).
https://doi.org/10.1128/jb.115.3.824-847.1973
H.C. Berg. E. Coli in Motion (Springer, 2004).
https://doi.org/10.1007/b97370
J.D. Murray. Mathematical Biology: I. An Introduction (Springer, 2007).
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
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
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
O.M. Vasyliev, D.E. Sakovych. Simulation of bacterial chemotaxis in a one-dimensional system. J. Phys. Stud. 19, 1801 (2015) (in Ukrainian).
https://doi.org/10.30970/jps.19.1801
D.V. Bogdanov, O.M. Vasyliev. Chemotaxis sensitivity function for a two-dimensional system with a radial symmetry Zh. Fiz. Dosl. 21, 3801 (2017) (in Ukrainian).
https://doi.org/10.30970/jps.21.3801
A.N. Vasilev. Analytical approach for calculating the chemotaxis sensitivity function. Ukr. J. Phys. 63, 255 (2018).
https://doi.org/10.15407/ujpe63.3.255
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
A.N. Vasilev. Peculiarities of bacterial chemotaxis in a cylindrical pore. Ukr. J. Phys. 64, 137, (2018).
https://doi.org/10.15407/ujpe64.2.137
E.F. Keller, L.A. Segel. Travelling bands of chemotactic bacteria: A theoretical analysis. J. Theor. Biol. 30, 235 (1971).
https://doi.org/10.1016/0022-5193(71)90051-8
E. Keller, L. Segel. Model for chemotaxis. J. Theor. Biol. 30, 225 (1971).
https://doi.org/10.1016/0022-5193(71)90050-6
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
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
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
M. Widman, D. Emerson, C. Chiu, R. Worden, Modelling microbial chemotaxis in a diffusion gradient chamber. Biotech. Bioeng. 55, 191 (1997).
https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0290(19970705)55:1<191::AID-BIT20>3.0.CO;2-O
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).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
