Morphogenèse: modélisation de la formation de gradients de diffusion

From Computational Biology Group

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Description

Background: La différentiation cellulaire et structuration dans les tissus sont engendrées par des informations graduées qui sont perçues par les cellules (formation de gradients de concentration de molécules appelées morphogènes).

Goals:

(1) Etudier et comprendre comment se forme un gradient de diffusion (en prenant comme example Decapentaplegic (Dpp), qui participe à la structuration des ailes dans les Drosophiles).

(2) Etudier comment des modification génétiques dans un groupe de cellules (appelé clone) affecte la formation du gradient de diffusion.

Mathematical tools:

(1) Apprendre à résoudre mathématiquement l'équation différentielle ordinaire qui décrit la formation du gradient de diffusion.

(2) Apprendre les notions de base du logiciel Mathematica, utile pour la résolution mathématique du problème.

(3) Apprendre les notions de base du logiciel matlab, utile pour la résolution numérique du problème.

Supervisor: Sascha Dalessi

Students: Basilio Giangreco , Amandine Bovay, Kevin Richards

Presentation: Media:PresCoursSascha20011ModelDiffusion.pdf midterm presentation Final presentation [[1]]


Activities:

We started to learn how to use Matlab with other groups after having had a brief intro into the topic by Sascha.

Aitana reminded us the basic principles of differential equations and how to resolve them by hand.

We then moved into using Mathematica to solve analytically the equations describing our diffusion/reaction model of morphogen distribution.

After this, we switched to Matlab to resolve numerically these equations and be able to run some simulations to test the effect of clones (ie modified cells with different diffusion and degradation coefficients).

Please feel free to look at our presentations for more detail and ask us questions at our @unil.ch email addresses.


Material: Article describing the morphogen gradient formation (please go on the following website to find a free full copy) http://www.cshperspectives.com/content/1/3/a001255.full



(Project in Course: "Solving Biological Problems that require Math")