Компьютерная модель начальных стадий агрегации миксамеб Dictiostellium discoideum

Dictiostellium discoideum (DD) – вид почвенных амеб (миксамеб), относящийся к подтипу Mycetozoa типа Amoebazoa. Жизненный цикл этого организма, обычно называемого слизевиком, состоит из одноклеточной и многоклеточной стадий: при недостатке пищи миксамебы прекращают питаться, сползаются друг к другу, сталкиваются и слипаются образуя промежуточные кластеры, которые затем агрегируют с образованием так называемого слизня, включающего в себя до клеток. Этот процесс контролируется взаимодействующими друг с другом внутри- и внеклеточными системами сигнализации. В настоящей работе предложена модель начальных стадий агрегации миксамеб на основе клеточных автоматов. Модель включает в себя четыре связанные системы клеточных автоматов, одна из которых, описывающая движение миксамеб, состоит из подвижных клеточных автоматов. Остальные три системы моделируют выделение и диффузию трех основных сигнальных компонентов, образующих хемотактическое поле, которое определяет поведение миксамеб. Численные эксперименты показали, что модель описывает динамику распределения миксамеб на поверхности, соответствующую реальному процессу агрегации DD. В частности, было показано, что на первых этапах агрегации всегда происходит кластеризация клеток, после чего кластеры, сливаясь, образуют непрерывные клеточные потоки, движущиеся к центру агрегации.