الگوریتم برای ماهی راه راه توضیح الگوهای موجود در طبیعت

یک الگوریتم جدید می تواند کمک به دانشمندان در درک بهتر چگونگی zebrafish دریافت راه راه خود را به عنوان به خوبی به عنوان چگونه الگوهای دیگر در طبیعت خود جمع آوری.

یاد راه راه از zebrafish یک مثال کلاسیک از خود سازمان است. به عنوان zebrafish جنین توسعه سه نوع از سلول های رنگدانه حرکت در اطراف پوست و در نهایت jostling به موقعیت که فرم بدن-طول زرد و آبی راه راه.

دانشمندان می خواهید به درک ژنتیکی قوانین که مستقیم این ظریف ، این الگوریتم که یک مقاله در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم توصیف می تعیین ویژگی های مختلف از اشکال و الگوهای دانشمندان را قادر می سازد برای عینی تر تست ایده های در مورد چگونه zebrafish راه راه—و به طور بالقوه دیگر توسعه الگوهای فرم.

“این یک جدیدتر مساحت ریاضی و آمار است که با تمرکز بر کمیت شکل است.”

“فراگیر هدف از مطالعه zebrafish راه راه است که برای درک توسعه اولیه موجودات زنده—چگونه ژن های بیان خود را به شکل سازه و فنوتیپ می گوید:” بیورن Sandstede استاد در دانشگاه براون تقسیم از ریاضیات کاربردی و نویسنده ارشد این پژوهش است. “مردم باید شبیه سازی توسعه یافته برای کمک به درک این پروسه اما یک چالش است که شما دنبال آن هستید در چند zebrafish یا چند تصاویر از شبیه سازی و شما اساسا eyeballing چه شباهت ها و تفاوت ها. ما می خواستیم برای ایجاد چیزی است که خودکار بود و بیشتر به هدف.”

Zebrafish تبدیل به بزرگ testbeds برای ارزیابی چگونگی تغییرات ژنتیکی می تواند تأثیر الگوی شکل گیری است. خود جنین شفاف هستند و به سرعت توسعه می دهد که دانشمندان این فرصت را به مطالعه خط خطی توسعه در جزئیات بزرگ. در طول سال ها محققان تعدادی از جهش های ژنتیکی که تغییر zebrafish رنگدانه الگوهای. برخی از جهش های تغییر فشار از راه ماهی را معرفی برخی از کمی استراحت در راه راه و دیگران ایجاد آرایه ای از نقاط به جای راه راه. این جهش ارائه یک فرصت برای بهتر درک قوانین حاکم بر نوار سازند.

این الگوهای متفاوت هستند در نتیجه از تغییرات در راه رنگدانه انواع سلول ارتباط برقرار کردن با یکدیگر و حرکت در اطراف در طول توسعه است. به درک قوانین این سلول ها به دنبال دانشمندان توسعه مدل های کامپیوتر است که شبیه سازی سلولی جنبش الگوی سازند. با افزایش سرعت قوانین حاکم بر شبیه سازی و سپس دیدن اگر خروجی منطبق بر الگوهای واقعی ماهی, دانشمندان می توانید شروع به کشف کردن آنچه قوانین مهم است.

Sandstede و اسکندریه Volkening به دست آورده است که دکترای خود را در قهوه ای است و در حال حاضر یک پژوهشگر فوق دکترا در دانشگاه نورث وسترن که قبلا توسعه یافته فقط یک شبیه سازی است و آن را به همراه داشت بینش های جدید در راه شکل گیری است. اما الگوریتم جدید شرح داده شده در این مقاله که در آن Volkening است coauthor فراهم می کند یک راه جدید برای ارزیابی عملکرد است که مدل و دیگران, محققان می گویند.

الگوریتم جدید استخدام یک تکنیک شناخته شده به عنوان topological تجزیه و تحلیل داده ها.

“این یک جدیدتر مساحت ریاضی و آمار است که با تمرکز بر کمیت شکل می گوید:” ملیسا McGuirl, دانشجوی تحصیلات تکمیلی در قهوه ای و مطالعه منجر نویسنده. “اساسا آن را یک ابزار است که اجازه می دهد تا ما را به مسیر متصل قطعات و حلقه ها که مربوط به شکل ویژگی های نمایندگی خال یا راه راه.”

در این مورد کسانی که در ارتباط اجزای ساخته شده از فرد سلول های رنگدانه در تصاویر از zebrafish یا از شبیه سازی از zebrafish راه توسعه است. الگوریتم ارزیابی میزان که موقعیت هر یک از سلول است که در ارتباط با دیگران و در نتیجه این که آیا سلول های بخشی از یک الگوی عنصر—یک خط خطی های یک نقطه و یا چیز دیگری. زیبایی این روش محققان می گویند که آن را می توانید تعیین الگوهای در طیف گسترده ای از مقیاس فضایی از مقیاس فقط چند سلول های انفرادی به تمام ماهی.

“آنچه که ما می توانید انجام دهید این است به تعیین انواع توصیف است که اجازه می دهد تا ما را به بحث در مورد چیزهایی مانند چه مستقیم و یا انحنا راه راه هستند چگونه بسیاری از معافیت وجود دارد در راه راه و یا چه دمای سلول به سلول فاصله دارد” Sandstede می گوید. “اگر وجود دارد لکه چگونه بسیاری از سلول های گنجانده شده در هر نقطه ؟ آنها گرد یا دراز?”

با این هدف بیشتر از ویژگی های اقدامات در دست محققان بهتر می تواند ارزیابی چگونه به خوبی خود و دیگران در حال گرفتن پویایی zebrafish الگوی سازند. و است که محققان می گویند می تواند منجر به بینش کلیدی در مورد چگونه ژنتیکی دستورالعمل آشکار خود را در ساختار.

و این روش نه تنها محدود به zebrafish Sandstede می گوید. “این بسیار کلی تر از zebrafish سلول های رنگدانه,” او می گوید. “این طراحی شده است برای تعیین کمیت الگوها و اشکال, و آن را واقعا می تواند انجام دهد که در هر نوع سیستم.”

بنیاد ملی علوم و بنیاد Simon کار پشتیبانی می کند.

منبع: دانشگاه براون

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>