مجلۀ پژوهش فیزیک ایران

مدل‌سازی ایجاد بیرون‌زدگی در سلول در اثر نیروی وارد شده توسط رشته‌های اکتین

نویسندگان

عسل عطاخانی 1
فرشید محمدرفیعی 2
اعظم غلامی 3

1 دانشکده فیزیک، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پابه زنجان، زنجان

2 دانشکده فیزیک، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پابه زنجان، زنجان پژوهشکده علوم پایه و فناوری‌های نوین، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه، زنجان

3 موسسه ماکس پلانک برای دینامیک و خودسازماندهی، گوتینگن، آلمان

https://doi.org/10.29252/ijpr.19.1.20
چکیده
سلول‌های متحرک برای حفظ حیات خود، نیاز به حرکت کردن و تغییرشکل غشاء خود دارند. لذا مطالعه عوامل مؤثر در ایجاد و کنترل بیرون‌زدگی ­های غشاء سلول یکی از موضوعات مورد توجه محققین و دانشمندان است. شکل تعادلی و حرکت غشاء، ناشی از نیروهای وارد شده از جانب اکتین ­های زیر غشاء است. در این مقاله، با ارائه مدلی بر پایه قطبیدگی اکتین ­های زیر غشاء و ویژگی ­های فیزیکی آن، به مطالعه بیرون‌زدگی­ های ایجاد شده در غشاء سلول می ­پردازیم. همچنین اثر تغییر کمیت ­های مختلفی مانند چگالی رشته های اکتین، نرخ پلیمره شدن رشته‌ها و همچنین تنش وارد شده به غشاء را بر بزرگی بیرون‌زدگی غشاء بررسی می­کنیم.

کلیدواژه‌ها

بیرون‌زدگی
تغییر شکل غشاء
رشته اکتین
ناحیه شبه‌منعطف
ژل

عنوان مقاله English

Modeling the evolution of cells outgrowth due to the force exerted by actins

نویسندگان English

A Atakhani 1
F Mohammad Rafiee 2
A Gholami 3
چکیده English

Motility and membrane deformation are crucial to motile cells. Therefore formation of protrusion in the membrane has been the subject of various studies. The stable shape of the membrane and also its movements are controlled by the forces exerted by actin filaments. In order to study the protrusion behavior, we represented a toy model based on actin filaments polar characteristic and elastic characteristic of the membrane. We also studied the effect of changing physical parameters such as filament density, the membrane tension, and the polymerization rate on the shape and the magnitude of the protrusion.

کلیدواژه‌ها English

protrusion
membrane deformation
actin filament
semi-flexible region
gel
1. B Alberts, A Johnson, J Lewis, M Raff, A K Roberts and P Walter, Molecular Biology of the Cell. 4th Edition, Garland, New York (2002).
2. M J Footer, J WJ Kerssemakers, J A Theriot, and M Dogterom, Direct measurement of force generation by actin filament polymer- ization using an optical trap. Proceedings of the National Academy of Sciences the United States of America 104, 7 (2007) 2181.
3. D Kovar, R Pollard, and D Thomas, “Insertional Assembly of Actin Fila- Ment Barbed ends in Association With Formins Produces Piconewton Forces”, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 101, 41 (2004) 14725.
4. A Mogilner and G Oster, Biophysical Journal 84, 3 (2003) 1591.
5. E A Carlsson, Annual Review of Biophysics 39 (2010) 91.
6. E A Carlsson, Biophysical Journal 84, 5 (2003) 2907.
7. B P Canham, Journal of Theoretical Biology 26, 1 (1970) ) 61.
8. W Helfrich, Zeitschrift für Naturforschung C 28, 11-12 (1973) 693.
9. E Atilgan, D Wirtz and S X Sean, Biophysical Journal 90, 1 (2006) 65.
10. A Atakhani, F Mohammad-Rafiee and A Gholami, Azam. PloS ONE 14, 3 (2019) 0213810.
11. S M Hashemi, P Sens, and F Mohammad-Rafiee, Journal of the Royal Society Interface 11, 100 (2014) 20140769.
12. M Falcke, and J Zimmermann, The European Physical Journal Special Topics 223, 7 (2014) 1353.
13. J Zimmermann, M Enculescu, and M Falcke, Physical Review E 82, 5 (2010) 051925.
14. A B Kolomeisky and M Efisher, Physica A: Statistical Mechanics and its Applications 279, 1-4 (2000) 1.
15. A Gholami, J Wilhelm, and E Frey, Physical Review E 74, 4 (2006) 041803.
16. M Enculescu, M Sabouri-Ghomi, G Danuser, and M Falcke. Biophysical Journal 98, 8 (2010) 1571.
17. R Phillips, J Kondev, J Theriot, and H Garcia, “Physical Biology of the Cell”, Garland Science (2012).
18. L Mollazadeh-Beidokhti, J Deseigne, D Lacoste, F Mohammad-Rafiee, and H Schiessel, Physical Review E 79 3 (2009) 031922.
19. J C Earnshaw and G E Crawford, Biophysical Journal 55, 5 (1989) 1017.
20. M Deserno and W M Gelbart, Journal of Physical Chemistry B 106, 21 (2002) 5543.
21. A Mogilner and G Oster, Biophysical Journal 71, 6 (1996) 3030.
22. T D Pollard, Journal of Cell Biology 103, 6 (1986) 2747.
23. A Mogilner and B Rubinstein, Biophysical Journal 89, 2 (2005) 782.
24. P K Mattila and P Lappalainen, Nature Reviews Molecular Cell Biology 9, 6 (2008) 446

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما

تحت نظارت وف بومی