KNAW

Research

Evolutionary approach to modelling the plant cytoskeleton

Pagina-navigatie:


Update content


Title Evolutionary approach to modelling the plant cytoskeleton
Period 03 / 2004 - 09 / 2006
Status Completed
Dissertation Yes
Research number OND1302970
Data Supplier Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO)

Abstract (NL)

Het cytoskelet van eukaryote cellen is een georganiseerd en dynamisch netwerk van langgerekte polymeren opgebouwd uit eiwitten. Deze polymeren zijn verantwoordelijk voor de stevigheid van cellen, fungeren als "rails" voor het transport van blaasjes door motor eiwitten, en spelen een sleutelrol bij het mechanisme dat zorgt voor de scheiding van de chromosomen bij de celdeling. Microtubuli behoren tot de belangrijkste componenten van het cytoskelet. Het zijn relatief stijve buisvormige moleculen die voortdurend aangroeien en inkrimpen. Vooral in plantencellen doorlopen de microtubuli in de loop van de celdelingsyclus een aantal zeer karakteristieke ruimtelijke configuraties. Het microtubule cytsokelet is een typisch voorbeeld van de complexe dynamische systemen die men aantreft in de levende cel. Het effectief modelleren van dergelijke systemen is tot op heden buiten het bereik van de celbiologie gebleken. In het voorgestelde onderzoek willen wij een nieuwe aanpak voor deze klasse van problemen uittesten op het modelleren van het microtubule cytoskelet van planten. In onze aanpak zullen we aan de hand van bekende natuurkundige principes uitgebreide modellen formuleren voor systemen die bestaan uit alle tot nu toe geïdentificeerde en mogelijk nog onbekende componenten van het microtubule cytoskelet. Zulke modellen bevatten vanzelfsprekende veel onbekende parameters die het gedrag ervan bepalen. Vervolgens zullen wij met behulp van zogeheten evolutionaire algoritmes zoeken naar die mix van componenten en bijbehorende parameters die in staat zijn om waargenomen cytoskelet structuren en hun dynamiek te beschrijven. Evolutionaire algoritmes zoeken oplossingen voor complexe optimalisatieproblemen langs een weg die geïnspireerd door het proces van mutatie en selectie zoals dat ook werkzaam is in de natuur. Langs deze weg hopen wij passende modellen voor het cytoskelet te "evolueren" die buiten het bereik liggen van traditionele "van-onderen-op" methodes. Het voorgestelde onderzoek vereist zowel de ontwikkeling van efficiënte technieken om grootschalige modellen door te rekenen of te simuleren, als de toepassing van "state-of-the-art" evolutionaire algoritmes.

Related organisations

Related people

Researcher Drs. S. Tindemans
Project leader Prof.dr. B.M. Mulder

Classification

A90000 Fundamental research
D16200 Software, algorithms, control systems
D16800 Computer simulation, virtual reality
D21100 Bioinformatics, biomathematics, biomechanics

Go to page top
Go back to contents
Go back to site navigation