細胞膜構造の「内」と「外」をRで扱うための考え事

  • こちらで、細胞生物学の基礎の輪読会に参加している
  • この回は細胞の概論
  • 細胞膜、細胞内膜構造、細胞内寄生膜構造(ミトコンドリアなど)が作る細胞内の区画をシミュレーションに乗せるには、どういうオブジェクトにするのが適当だろうか
  • すっと思いつかないけれど、応用が利きそうで、かなり気になる
  • 条件は次の3つだけ?
    • 世界は、連続な部分空間と、その膜と呼ばれる境界のみからなるとする
    • 膜は、必ず、「閉じて」いる
    • 膜は分岐しない
  • 部分空間をs_i、膜をm_jとする
  • 部分空間の数をN_s、膜の数をN_mとする
  • N_s=1,N_m=0のとき
    • 空間は区画されず、全世界はつながっている
  • N_s=2,N_m=1のとき
    • 空間はm_1によって囲まれた空間とその外側の空間との2つに分けられる
    • 細胞が1つだけ存在している場合に相当する
  • N_s=k+1,N_m=kのときで、膜によって区画され、内部に膜構造を持たないような構造(内部が無膜構造な膜構造)がk個、全体空間に接することなく存在している状態
  • N_s=k+1,N_m=kのときで、全体空間から、切り取られる部分空間はただ1つであって、その部分空間を全体空間として、さらに、部分空間を1つだけ切り取り、その切り取られた部分空間を全体空間として…というように、入れ子構造のみがあるような場合
  • 「膜構造」が並置される場合と、「入れ子」になる場合の、その組み合わせで記述できる、そして、どの場合も、N_s=N_m+1なる関係になる
  • これは、空間をノードで、膜をエッジで表したグラフとなり、その形状は「木」である
  • また、この「木」について、ノードを隣接するノードに異なる色を塗ることにすると、「木」であるから、サイクルもなく、2色で塗り分けられる。この塗り分けにおいて、同色となったノードは、「膜」による「貪食」に関して、履歴上、同一起源であることもわかる
  • さて、空間分けがうまく行ったら、今度はそこに、「膜通過」とか、膜連結、とかを入れていく必要が出てくる。それは、輪読会が進行したらまた考えよう