Modelovanie svalových buniek
Výskumný tím
- Julius Parulek
Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius Univerzity, Mlynska Dolina, Bratislava, Slovakia
- Milos Sramek
Austrian Academy of Sciences, Donau-City-Strasse 1, A-1220 Vienna, Austria
- Ivan Zahradnik
Institute of Molecular Physiology and Genetics, Slovak Academy of Sciences, Vlarska 5, Bratislava, Slovakia
Geometrický model svalových buniek
Štruktúra živých buniek je určená priestorovou organizáciou veľkého počtu vnútrobunkových organel. Tieto organely, i keď sú rovnakého typu, sa líšia veľkosťou, tvarom a umiestnením vnútri bunky. A čo viac, tvoria zložité priestorové vzťahy. Pre ich komplexné pochopenie sú užitočné realistické počítačové modely a môžu slúžiť pre praktické experimenty, napríklad pre validáciu morfologických a stereologických techník. Predstavujeme nový modelovací prístup založený na reprezentácii bunkových organel funkciami (Frep), ktorý umožňuje vytvárať realistickú infraštruktúru alebo 3D scénu mikrosveta svalových buniek. Bunkovú infraštruktúru reprezentujeme pomocou stromovej štruktúry, v ktorej listy sú Frep primitíva a uzly množinové, zmiešavacie a metamorfózové operácie. Ďalej definujeme operátor priority priestoru, ktorý popisuje priestorové vzťahy priestorovo kolidujúcich organel. Navrhli sme interaktívne modelovacie prostredie, ktoré umožňuje konštrukciu realistických modelov buniek.
Základnou požiadavkou pri modelovaní svalových buniek je zachovanie typických morfologických charakteristík organel a ich vzájomnú disjunktnosť v scéne. Morfologické charakteristiky zahŕňajú topologické vlastnosti, tvar, objem a povrch organel. Modelovací systém poskytuje flexibilné nástroje na vytváranie organel s ľubovoľnou topológiu v infraštruktúre svalovej bunky.
Publikácie
- Parulek J, Sramek M, Zahradnik I. Geometrical Modelling of Muscle Cells Based on Functional Representation of Polygons. In: Scala V and Scopigno R. WSCG POSTER proceedings, Plzen, Czech Republic: UNION Agency - Science Press, 2004: 121-124.
- I. Zahradnik, J. Parulek, M. Sramek: GEOMETRICAL MODELING OF THE ULTRASTRUCTURE OF MUSCLE CELLS. In Press. 80. FYZIOLOGICKE DNY. Praha 2004.
- Parulek J, Zahradnik I, Sramek M. A Modelling Tool for Construction of 3D Structure of Muscle Cells. In: Jan J, Kozumplik and Provaznik I. Analysis of Biomedical Signals and Image proceedings, Brno University of Technology, ISSN 1211-412X, 2004: 267-269
- PARULEK, J. - SRAMEK, M. - ZAHRADNIK, I.: F-rep for modeling of muscle cels. Spring Conference On Computer Graphics 2005, Conference Materials and Non-Refereed Posters. ISSN 1335-5694, May 12-14, 2005, Budmerice, Slovakia, p. 37-38
- PARULEK, J. - ZIMANYI, M.: Heart Reconstruction from Non-Parallel Slices using Implicit Surfaces. Spring Conference On Computer Graphics 2005, Conference Materials and Non-Refereed Posters. ISSN 1335-5694, May 12-14, 2005, Budmerice, Slovakia, p. 35-36
- Ivan Zahradnik and Julius Parulek: Computer modeling of utrastructure of muscle cells. Dreilandertagung Microscopy Conference Davos 2005, p. 120
- Julius Parulek, Milos Sramek and Ivan Zahradnik: Construction of geometrical models of muscle cells, Workshop on Biophotonics and Molecular Simulations, 2006
- Julius Parulek, Milos Sramek, Marta Novotova and Ivan Zahradnik: Geometric Modeling of Muscle Cells - Computer Aided Generation of Complex Structural Models of Muscle Cells, GIT Imaging and Microscopy 2, (2006)
- Julius Parulek, Milos Sramek, Michal Cervenansky, Marta Novotova and Ivan Zahradnik, A Cell Architecture Modeling System Based on Quantitative Ultrastructural Characteristics, in the book on "Systems Biology" by Humana Press, Springer Verlag, Series: Methods in Molecular Biology, Vol. 500, Ivan V. Maly (Ed.), ISBN: 978-1-934115-64-0, pp. 289-313, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2009
