Modelling the population dynamics in a cell culture at two different scales
Hücre kültüründe nüfus dinamiğinin iki farklı ölçekte modellenmesi
- Tez No: 387386
- Danışmanlar: PROF. DR. YAĞMUR DENİZHAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Ajan tabanlı modelleme, Dinamik modeller, Doğrusal olmayan diferensiyel denklemler, Doğrusal olmayan modeller, Agent based modeling, Dynamic models, Nonlinear differential equations, Nonlinear models
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, hücre kültürlerindeki nüfus dinamiğini iki farklı ölçekte betimleyen üç yeni modelin nasıl geliştirildiği sunulmaktadır. Biyolojik bilgi ve deneysel gözlemler kullanılarak, mezo-ölçekli ayrık zamanlı ve etmene dayalı bir model tasarlanmıştır. Bir benzetim ortamı işlevi gören bu model, makro-ölçekli toplu parametreli modellerin oluşturulması için gereken anlayışı sağlamıştır. Mezo-ölçekli modelin uzaysal dağılımının zaman içinde giderek daha heterojen hale gelmediği mezo-ölçekli benzetim sonuçlarıyla gösterildikten sonra, nüfus dinamiğinin makro-ölçekte de temsil edilebileceği sonucuna varılmıştır. İki adet sürekli zamanlı, diferansiyel denkleme dayalı ve kompakt makro-ölçekli model geliştirilmiştir. Bu iki makro-ölçekli model, parametreleri kestirildikten sonra, homojen dapılmış belli başlangıç nüfusundan yola çıkılarak nüfusun nasıl değişeceğini kestirmek için kullanılabilir. Tezde, eldeki hücre kültürü üzerinde yapılacak bazı basit testlerle makro-ölçekli modellerin parametrelerinin nasıl kestirileceğine dair bir prosedür sunulmuştur. Makro-ölçekli modellerin nüfusun değişimini Mezo-ölçekli Modele kıyasla ne kadar iyi öngörebildiği, pratik açıdan anlamlı dört kriter üzerinden değerlendirilmiştir. Ayrıca makro-ölçekli modellerin enerji dağılımlarındaki farklılıklara karşı ne ölçüde gürbüz olduğu belirlenmiştir. Son olarak, dinamik olguların farklı ölçeklerde modellemesine dair felsefi bir bakış açısı ve modellemede karşılaşılan zorluklarla nasıl başedildiği anlatılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis the development of three novel models at two different scales are presented for population dynamics in cell cultures. Biological knowledge and empirical observations are used to design an agent-based discrete-time model at meso-scale, which then serves as a simulation environment and provides the necessary insight for lumped-parameter models at macro-scale. After demonstrating on basis of meso-scale simulation results that the flask-wide distribution of the population does not consistently become heterogeneous it is concluded that the population dynamics can also be represented at macro-scale. Two continuous time, differential equation-based, compact macro-scale models are developed. Both macro-scale models can be parameter-tuned and employed for predicting the evolution of the population size for given uniformly distributed initial populations. The thesis provides a procedure for estimating the parameter values of the macro-scale models via some simple tests to be conducted on the cell culture at hand. How well the macro-scale models can predict the evolution of the population size in comparison to the Meso-scale Model is evaluated on basis of four practically significant criteria. Furthermore; the robustness of the macro-scale models with respect to different initial energy distributions is evaluated. Finally, a philosophical perspective about modelling dynamic phenomena at different scales and how to deal with modelling challenges are presented.
Benzer Tezler
- Modelling of Population Dynamics in Cell Cultures
Hücre Kültürlerindeki Nüfus Dinamiğinin Modellenmesi
ÇİĞDEM AKSU
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAĞMUR DENİZHAN
- Üç boyutlu organoid kültür temelli çip-üstü-rett sendromu modeli geliştirilmesi
Development of three dimensional organoid culture based rett syndrome-on-a-chip model
PELİN SAĞLAM METİNER
Doktora
Türkçe
2024
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
PROF. DR. ŞERİFE ESRA ERDAL BAĞRIYANIK
- Şehirsel yerleşmelerde fraktal ve hücresel otomata yöntemi ile gelişme alanlarının belirlenmesi
Determination of urban development area by fractal and cellular automata method
MEHMET ALİ YÜZER
Doktora
Türkçe
2001
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. CENGİZ GİRİTLİOĞLU
- A three-dimensional agent-based model of adult neurogenesis in the subventricular zone of the lateral ventricles
Lateral ventriküllerin subventriküler bölgesinde yetişkin nörogenezinin üç boyutlu ajan tabanli modeli
SAMA MOHAMED SAMI ODEH
- Sodyum kanallarında iyon taşınımının ve toksin bağlanmasının moleküler modellemesi
Molecular modelling of ion transport and toxin binding in sodium channels
ESRA KÖRPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyofizikTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. TURGUT BAŞTUĞ