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Séance de cours

Diffusion et croissance logistique

Dans cours

BIO-341: Dynamical systems in biology

Life is non-linear. This course introduces dynamical systems as a technique for modelling simple biological processes. The emphasis is on the qualitative and numerical analysis of non-linear dynamical models. Examples are taken from biology and population ...

Description

Cette séance de cours couvre les concepts de diffusion et de croissance logistique, en se concentrant sur l'équation de Kolmogorov-Fisher. Il explique la dynamique des circuits génétiques avec rétroaction négative et la formation de gradients de morphogène chez les embryons. La séance de cours se penche également sur la modélisation mathématique des modèles spatiaux et la propagation des ondes dans les systèmes biologiques.

Enseignant·e·s (2)

Felix Naef

Felix Naef studied theoretical physics at the ETHZ and obtained his PhD from the EPFL in 2000. He then received postdoctoral training at the Center for Studies in Physics and Biology at the Rockefeller University (NYC) under the guidance of Prof. Magnasco. His research focuses on the modeling and interpretation of high-throughput functional data and the study of biomolecular oscillators. He joined ISREC as an associate scientist in early 2004 and is currently Associate Professor in the Institute of Bioengineering (IBI).

Julian Charles Shillcock

Julian received his PhD at Simon Fraser University in Canada for work on Monte Carlo simulations of liquid crystal phase transitions and the elastic properties of fluid and polymerized membranes. He was a Group Leader at the Max Planck Institute of Colloids and Interfaces, Germany for five years applying coarse-grained simulation techniques - principally Dissipative Particle Dynamics (DPD) and Brownian Dynamics - to equilibrium and dynamic properties of fluid lipid membranes. A major target of this research was to reveal the molecular rearrangements that occur during vesicle fusion. During this time, he developed a commercially-available, parallel DPD code that is being used by several universities. He was an Associate Professor at MEMPHYS in the Department of Physics and Chemistry, University of Southern Denmark. He has also worked in industry, designing and writing software for communication satellite simulations (British Aerospace, 1986-1990), and fluid simulation software (Accelrys, Inc., 1998-1999). He joined the Blue Brain Project in 2011, and uses mesoscale simulation techniques, together with theoretical analysis and collaborations with experimentalists, to study the dynamics of cellular processes. Current projects include simulating the formation of the post-synaptic density in dendritic spines and developing theoretical models of the supramolecular organisation of synapses. He also teaches Master's and PhD courses in computational cell biology and biophysics. He wrote and maintains an open source dissipative particle dynamics simulation code: https://github.com/Osprey-DPD/osprey-dpd Orcid: orcid.org/0000-0002-7885-735X

Source officielle

Concepts associés (32)

Morphogène

Un morphogène est une molécule (protéine ou lipide) qui spécifie différents types cellulaires ou différentes régions d'un organisme selon sa concentration. Les morphogènes jouent un rôle essentiel au cours du développement embryonnaire pour donner une information de position aux cellules et former des axes de polarité. Exemple d'un morphogène chez la drosophile : la protéine BCD codé par le gène bicoïd est un facteur de transcription qui active l'expression du gène hunchback dans la région antérieure de l'embryon de drosophile.

Embryogenèse humaine

vignette|Premières semaines de l'embryogenèse humaine. L'embryogenèse humaine (ou embryogénie) désigne le processus de développement de l'embryon humain depuis la fécondation jusqu'à la quatrième semaine de développement. Ensuite de la quatrième à la dixième semaine de développement on parle de l'organogénèse. On parle d'embryon de la fécondation à la huitième semaine de développement embryonnaire, après on parlera de fœtus jusqu'à la naissance. Le zygote ou œuf naît de l'union d'un gamète femelle (un ovocyte), et d'un gamète mâle, (un spermatozoïde).

Embryogenèse

L'embryogenèse est le processus de formation d'un organisme pluricellulaire, végétal ou animal, de la cellule œuf issue de la rencontre des gamètes parentaux à un être vivant autonome. Chez les animaux triploblastiques, l'embryogenèse se décompose en différentes phases : la segmentation : À ce premier stade (première semaine de développement), le zygote (ou œuf) se divise par mitoses successives en commençant par 2, puis 4 cellules, en passant par le stade de morula jusqu'à atteindre le stade de blastocyste.

Modèle du drapeau français

Le modèle du drapeau français est une représentation conceptuelle de l'effet des morphogènes, décrite dans les années 1960 par Lewis Wolpert. Un morphogène est défini comme une molécule de signal qui agit directement sur les cellules et dont la concentration détermine l'intensité de l'effet. Durant les premiers stades du développement, les gradients de morphogènes sont à l'origine de l'organisation spatiale de la différenciation cellulaire.

Embryon

thumb|upright|Embryon dans un œuf de Petite roussette (Scyliorhinus canicula). thumb|Embryon de souris commune. Un embryon (du grec ancien / émbruon) est un organisme en développement depuis la première division de l'œuf ou zygote jusqu'au stade où les principaux organes sont formés. L'embryologie est l'étude de la croissance d'un organisme durant toute la gestation, c'est-à-dire à la fois pendant la période embryonnaire et la période fœtale. alt=Un embryon humain âgé d'environ 7 semaines|thumb|upright|Un embryon humain âgé d'environ 7 semaines.

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