Stochasticity in Biophysical Systems: Searching, Aging, and Spreading

Lloyd Sanders

    Forskningsoutput: AvhandlingDoktorsavhandling (sammanläggning)

    Sammanfattning

    Popular Abstract in Swedish
    Stokastika effekter är av stor betydelse i många biofysiska system. Evolution, djurs
    sökande efter föda, spridning av virusinfektioner och stamcellsdifferentiering, är alla
    exempel på processer som på ett eller annat sätt är stokastiska till sin natur. Syftet
    med denna avhandling är att undersöka de verktyg som ofta används för att kvantifiera
    slumpmässighet i naturen och applicera dessa verktyg på ett antal biofysiska system.
    I våra artiklar har vi ett starkt fokus på två områden: single–file diffusion (SFD) och
    epidemiologi.
    I ett SFD-system tillåts partiklar i en endimensionell kanal diffusera men partiklarna
    kan inte passera varandra; partiklarna behåller med andra ord sin ordning för alla
    tider. SFD-processer är av särskild relevans i biologin, till exempel används SFD
    ofta som en abstrakt representation av många proteiners rörelse på DNA, vilket
    också är motivationen för de två första artiklarna i denna avhandling. I Artikel I
    analyserar vi first passage time density (FPTD)1 för en given partikel i homogena
    och heterogena SFD-system och hur de länkar till icke-Markovsk Brownsk rörelse.
    I Artikel II utökar vi modellen för att tillåta grann-partiklarna att binda till och
    lossna från det endimensionella systemet med givna reaktionshastigheter och vi
    undersöker hur detta påverkar FPTD. Artikel III liknar den första, men partiklarna
    är alla funktionaliserade; deras väntetid mellan hopp tas från en potenslag, inte en
    exponentiell sannolikhetsdensitet (som i artikel I och II). Genom ett enkelt argument
    analyserar vi dynamiken, samt beskriver en mikroskopisk mekanism för mycket långsam
    dynamik i vissa fysikaliska system.
    I det andra området, Artikel IV, utforskar vi stokastisk spridning av virus på
    metapopulationer. Vi introducerar en störningsteoretisk analysmetod (i ett område
    mättat med numeriska metoder) för att kvantifiera spridningen av ett susceptible-
    infected-susceptible-virus (SIS; mottaglig-infekterad-mottaglig) på ett nätverk av stora
    befolkningar, anslutna via en kopplingsmatris.
    Originalspråkengelska
    KvalifikationDoktor
    Tilldelande institution
    Handledare
    • Ambjörnsson, Tobias, handledare
    Tilldelningsdatum2014 feb. 21
    Förlag
    ISBN (tryckt)978-91-7473-815-5
    StatusPublished - 2014

    Bibliografisk information

    Defence details

    Date: 2014-02-21
    Time: 13:15
    Place: Lundmarkshalen

    External reviewer(s)

    Name: Mehlig, Bernhard
    Title: Professor
    Affiliation: Department of Physics, University of Gothenburg

    ---

    Ämnesklassifikation (UKÄ)

    • Biofysik

    Fingeravtryck

    Utforska forskningsämnen för ”Stochasticity in Biophysical Systems: Searching, Aging, and Spreading”. Tillsammans bildar de ett unikt fingeravtryck.

    Citera det här