活细胞中单分子反常扩散与输运理论

项目名称： 活细胞中单分子反常扩散与输运理论

项目编号： No.21153002

项目类型： 专项基金项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 生物科学

项目作者： 何勇

作者单位： 中南大学

项目金额： 10万元

中文摘要： 采用连续时间随机走模型、随机过程主方程和分数动力学微分方程的方法，研究生物单分子在活细胞膜、细胞内和细胞核膜上的扩散与输运。根据细胞膜的液态镶嵌式和尖桩篱栅式两种模型，模拟生物单分子跟踪实验的结果，对过去关于细胞膜上的扩散系数，理论值比实验值大5至50倍的现象，以及与此相关的争论做出合理的解释；仔细地研究生物单分子尺寸、细胞大小、形状和结构对生物单分子在细胞内扩散的影响，得到正确的扩散系数；单分子跟踪是目前唯一能探测到单分子选择性地穿越核膜上微孔复合体的技术，我们将用偏向扩散（在分数动力学方程中加上力的作用）的方法, 模拟实验结果。通过本项目的研究，将建立一套与传统的无限大空间扩散理论有很大区别的新的理论框架 - 三维有限空间的反常扩散与输运理论。用于阐明生物单分子在活细胞中反常扩散与输运过程的动力学机制，近一步明确生物单分子的扩散与生物功能的关系，揭示生物单分子在细胞中的运动规律。

中文关键词： 单分子；反常扩散；活细胞；三维；有限空间

英文摘要：

英文关键词： Single molecule；Anomalous diffusion；Living cells；Three dimensions；Finite space