Séance de cours

Biologie cellulaire computationnelle : modélisation de la complexité cellulaire

Graph Chat

Chattez avec Graph Search

Posez n’importe quelle question sur les cours, conférences, exercices, recherches, actualités, etc. de l’EPFL ou essayez les exemples de questions ci-dessous.

AVERTISSEMENT : Le chatbot Graph n'est pas programmé pour fournir des réponses explicites ou catégoriques à vos questions. Il transforme plutôt vos questions en demandes API qui sont distribuées aux différents services informatiques officiellement administrés par l'EPFL. Son but est uniquement de collecter et de recommander des références pertinentes à des contenus que vous pouvez explorer pour vous aider à répondre à vos questions.

Dans cours

BIOENG-455: Computational cell biology

Computer modeling is used to study dynamic phenomena in cell biology. This course shows how to identify mathematical features of cell biology mechanisms and use numerical algorithms to model their behavior. ...

Description

Cette séance de cours présente les principes fondamentaux de la biologie cellulaire computationnelle, en se concentrant sur la modélisation de la complexité cellulaire découlant des interactions moléculaires. Les sujets abordés comprennent les principes de conception des machines artificielles par rapport aux cellules, le coût et les défis des simulations de dynamique moléculaire atomistique et la description quantitative d'une cellule. Le cours vise à développer des compétences dans la construction de modèles mathématiques, la résolution d'équations et la simulation du comportement cellulaire. Les élèves exploreront l'histoire de la biologie cellulaire, la diversité des structures cellulaires et les propriétés uniques des membranes lipidiques. L'accent est mis sur la compréhension des différences entre les échelles humaine et cellulaire, l'application des lois de Newton dans les contextes cellulaires, et l'importance de mesurer les propriétés cellulaires pour l'analyse quantitative.

Enseignant·e

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)

Membrane plasmique

La membrane plasmique, également appelée membrane cellulaire, membrane cytoplasmique, voire plasmalemme, est une membrane biologique séparant l'intérieur d'une cellule, appelé cytoplasme, de son environnement extérieur, c'est-à-dire du milieu extracellulaire. Cette membrane joue un rôle biologique fondamental en isolant la cellule de son environnement.

Cellule (biologie)

vignette|Dessin de « cellules » observées dans des coupes d'écorce d'arbre par Robert Hooke en 1665, à l'origine du nom latin cellula « chambre de moine », ayant aussi le sens de cella « petite chambre, chambrette ». vignette|Dessin d'Edmund Beecher Wilson publié en 1900 dont la légende originale était : « Vue générale de cellules situées à la pointe de croissance d'une racine d'oignon à partir d'une coupe longitudinale agrandie . a. cellules qui ne se divisent pas, avec réseau de chromatine et nucléoles fortement colorés ; b.

Lois du mouvement de Newton

Les sont un ensemble de principes à la base de la grande théorie de Newton sur le mouvement des corps, appelée mécanique newtonienne ou mécanique classique. À ces lois générales du mouvement, Newton a ajouté la loi de la gravitation universelle permettant d'expliquer aussi bien la chute des corps que le mouvement de la Lune autour de la Terre. Elles sont énoncées pour la première fois dans son ouvrage Philosophiae naturalis principia mathematica en .

Modélisation moléculaire

thumb|Animation d'un modèle compact d'ADN en forme B|327x327px|alt=Modèle de l'ADN en forme B La modélisation moléculaire est un ensemble de techniques pour modéliser ou simuler le comportement de molécules. Elle est utilisée pour reconstruire la structure tridimensionnelle de molécules, en particulier en biologie structurale, à partir de données expérimentales comme la cristallographie aux rayons X. Elle permet aussi de simuler le comportement dynamique des molécules et leur mouvements internes.

Modèle mathématique

vignette|Un automate fini est un exemple de modèle mathématique. Un modèle mathématique est une traduction d'une observation dans le but de lui appliquer les outils, les techniques et les théories mathématiques, puis généralement, en sens inverse, la traduction des résultats mathématiques obtenus en prédictions ou opérations dans le monde réel. Un modèle se rapporte toujours à ce qu’on espère en déduire.

Afficher plus

Séances de cours associées (64)

Ingénierie avec des composants cellulaires: protéines, lipides et ADN

Explore les principes fondamentaux de la biologie, les protéines, les lipides et l'ADN en tant que matériaux synthétiques, couvrant la structure cellulaire, la composition membranaire, la production de protéines, la structure de l'ADN et l'ingénierie tissulaire.

Un amorce de microbiologie

Couvre les bases de la microbiologie, y compris la structure cellulaire, la morphologie et la production d'énergie dans les cellules microbiennes.

Lipides et sucres

Couvre les rôles des lipides dans les membranes cellulaires et la complexité structurelle des sucres, en soulignant leur importance dans les processus cellulaires.

Mécanique analytique : les trois lois de Newton

Introduit l'approche mathématique de la mécanique analytique, en mettant l'accent sur les trois lois de Newton pour une description complète des phénomènes.

Dynamique membranaire : pores et agrégats

Discute de la dynamique d'auto-assemblage dans les systèmes huileux et lipidiques, en se concentrant sur la croissance globale et la formation de pores dans les bicouches lipidiques.

Afficher plus

Concepts associés (32)

Membrane plasmique

Cellule (biologie)

Lois du mouvement de Newton

Modélisation moléculaire

Modèle mathématique

Afficher plus