Hücre kültüründe nüfus dinamiğinin iki farklı ölçekte modellenmesi

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.