Modelle zu Oszillationen, Turing-Strukturen, Flip-Flop-Verhalten und Erregbarkeit in Zellen mit "gap junctions"

Projektleitung und Mitarbeiter

Mittelgeber :

Forschungsbericht : 1994-1996

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Projektbeschreibung

Mathematische Modelle einer Zelle mit genetischer Induktion der Produktion eines Enzyms durch sein Substrat werden analysiert und die Bedingungen zum Auftreten von Oszillationen angegeben. In einem Mehrzellenmodell mit "gap junctions" kann eine einfache Form von Zelldifferenzierung und Morphogenese nachgewiesen werden. Durch zeitweise Sperrung der Diffusion kann das System von einem asymmetrischen Turing-Zustand in den jeweils komplementären umkippen und damit ein einfacher Fall eines Flip-Flops modelliert werden. In bestimmten Parameterbereichen kann das System erregbar sein, d. h. durch einen Anstoß spontan einen einmaligen Kippvorgang mit Rückkehr in den Ruhezustand ausführen. Auch im Falle nicht-genetischer Zweisubstrat-Reaktion mit Steuerung der Permeabilität der gap junctions durch eins der Substrate werden Turing-Strukturen gefunden.

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