journal article·2007-08-01Open access

Continuum-based computational models for cell and nuclear mechanics

Ashkan Vaziri, Arvind Gopinath, Vikram Deshpande

Abstract

Deciphering the relationship between cellular processes and the structure of living cells is a key step toward understanding and predicting cell functions with direct implications for understanding human health and disease. The active nature of these cellular processes, which span several decades of spatial and temporal scales, pose significant challenges to unraveling this complex structure-function paradigm. Complementing novel experimental techniques with robust computational approaches capable of model-ing mechanical response at varying scales provides new avenues to resolving this paradigm. We provide an overview of continuum-based computational approaches used in studying and interpreting responses of individual cells and nuclei, we outline techniques used for measuring the mechanical characteristics of living cells, and we discuss some of the key insights provided by these approaches. 1.
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Research context

OpenAlex topics: Cellular Mechanics and Interactions · Nuclear Structure and Function · Microtubule and mitosis dynamics

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

References (92)

Show source-provided references
1. 10.1038/323560a010.1038/323560a0 ↗
2. Alcaraz · Biophys. J. · 2003 · 84 · 207110.1016/S0006-3495(03)75014-0 ↗
3. 10.1615/CritRevBiomedEng.v30.i456.4010.1615/CritRevBiomedEng.v30.i456.40 ↗
4. 10.1002/mabi.20060006910.1002/mabi.200600069 ↗
5. 10.1007/s10439-005-2506-310.1007/s10439-005-2506-3 ↗
6. 10.1016/S0020-7462(02)00193-210.1016/S0020-7462(02)00193-2 ↗
7. 10.1038/3507453210.1038/35074532 ↗
8. 10.1038/nmat100110.1038/nmat1001 ↗
9. 10.1115/1.144949210.1115/1.1449492 ↗
10. 10.1038/nmat140410.1038/nmat1404 ↗
11. 10.1016/S0021-9290(01)00201-910.1016/S0021-9290(01)00201-9 ↗
12. 10.1007/s10856-006-0667-810.1007/s10856-006-0667-8 ↗
13. Charras · Biophys. J. · 2002 · 83 · 85810.1016/S0006-3495(02)75214-4 ↗
14. 10.1098/rsif.2005.003310.1098/rsif.2005.0033 ↗
15. 10.1016/S0006-291X(03)01165-310.1016/S0006-291X(03)01165-3 ↗
16. Chien · Biorheology · 2006 · 43 · 95
17. 10.1016/0021-9150(74)90086-010.1016/0021-9150(74)90086-0 ↗
18. Costa · J. Biomech. Eng. (Trans. ASME) · 1999 · 121 · 46210.1115/1.2835074 ↗
19. 10.1007/s10439-005-8776-y10.1007/s10439-005-8776-y ↗
20. Cuvelier · Curr. Biol. · 2007 · 17 · 69410.1016/j.cub.2007.02.058 ↗
21. 10.1016/j.jmps.2003.09.01910.1016/j.jmps.2003.09.019 ↗
22. 10.1016/j.msec.2005.08.02010.1016/j.msec.2005.08.020 ↗
23. Davies · Physiol. Rev. · 1995 · 75 · 51910.1152/physrev.1995.75.3.519 ↗
24. 10.1016/j.jbiomech.2005.06.00310.1016/j.jbiomech.2005.06.003 ↗
25. 10.1073/pnas.060583710310.1073/pnas.0605837103 ↗
26. 10.1098/rspa.2006.179310.1098/rspa.2006.1793 ↗
27. 10.1529/biophysj.104.05027810.1529/biophysj.104.050278 ↗
28. Discher · Biophys. J. · 1998 · 75 · 158410.1016/S0006-3495(98)74076-7 ↗
29. 10.1103/PhysRevLett.87.14810210.1103/PhysRevLett.87.148102 ↗
30. 10.1103/PhysRevE.68.04191410.1103/PhysRevE.68.041914 ↗
31. 10.1007/s10439-006-9223-410.1007/s10439-006-9223-4 ↗
32. 10.1146/annurev.physiol.68.072304.11411010.1146/annurev.physiol.68.072304.114110 ↗
33. 10.1073/pnas.050477710310.1073/pnas.0504777103 ↗
34. 10.1016/S0021-9290(00)00105-610.1016/S0021-9290(00)00105-6 ↗
35. 10.1115/1.42965410.1115/1.429654 ↗
36. 10.1115/1.150444410.1115/1.1504444 ↗
37. 10.1073/pnas.051034810310.1073/pnas.0510348103 ↗
38. 10.1152/ajpcell.00159.200310.1152/ajpcell.00159.2003 ↗
39. 10.1152/ajpcell.00559.200310.1152/ajpcell.00559.2003 ↗
40. 10.1146/annurev.physiol.59.1.57510.1146/annurev.physiol.59.1.575 ↗
41. 10.1529/biophysj.104.05102910.1529/biophysj.104.051029 ↗
42. Kamm · Mech. Chem. Biosyst. · 2004 · 1 · 201
43. Karcher · Biophys. J. · 2003 · 85 · 333610.1016/S0006-3495(03)74753-5 ↗
44. 10.1073/pnas.050604110210.1073/pnas.0506041102 ↗
45. 10.1016/j.cellsig.2006.02.00810.1016/j.cellsig.2006.02.008 ↗
46. 10.1073/pnas.050768110210.1073/pnas.0507681102 ↗
47. 10.1529/biophysj.106.09391410.1529/biophysj.106.093914 ↗
48. 10.1080/1025584060075147310.1080/10255840600751473 ↗
49. 10.1140/epje/i2006-10036-x10.1140/epje/i2006-10036-x ↗
50. 10.1529/biophysj.105.07150610.1529/biophysj.105.071506 ↗
51. 10.1172/JCI20041967010.1172/JCI200419670 ↗
52. 10.1098/rsif.2004.001010.1098/rsif.2004.0010 ↗
53. 10.1529/biophysj.104.04733210.1529/biophysj.104.047332 ↗
54. Maniotis · P. Natl. Acad. Sci. USA · 1997 · 94 · 84910.1073/pnas.94.3.849 ↗
55. 10.1016/j.ceb.2006.03.00710.1016/j.ceb.2006.03.007 ↗
56. McElfresh · P. Natl. Acad. Sci. USA · 2002 · 99 · 649310.1073/pnas.082520599 ↗
57. 10.1016/j.jmps.2005.07.00610.1016/j.jmps.2005.07.006 ↗
58. 10.1038/319463a010.1038/319463a0 ↗
59. 10.1152/japplphysiol.00255.200210.1152/japplphysiol.00255.2002 ↗
60. Mills · Mech. Chem. Biosyst. · 2004 · 1 · 169
61. 10.1002/cphc.20050010910.1002/cphc.200500109 ↗
62. Nelson · P. Natl. Acad. Sci. USA · 2005 · 102 · 1159410.1073/pnas.0502575102 ↗
63. 10.1016/j.jbiomech.2006.04.00410.1016/j.jbiomech.2006.04.004 ↗
64. Ohashi · Biomed. Mater. Eng. · 2002 · 12 · 319
65. 10.1115/1.182413610.1115/1.1824136 ↗
66. Parker · FASEB J. · 2002 · 16 · 119510.1096/fj.02-0038com ↗
67. Satcher · Biophys. J. · 1996 · 71 · 10910.1016/S0006-3495(96)79206-8 ↗
68. 10.1098/rsta.2006.178210.1098/rsta.2006.1782 ↗
69. 10.1002/jor.110017061310.1002/jor.1100170613 ↗
70. Sinzinger · Blood Vessels · 1980 · 17 · 44
71. 10.1152/japplphysiol.00782.200110.1152/japplphysiol.00782.2001 ↗
72. 10.1152/japplphysiol.00595.200310.1152/japplphysiol.00595.2003 ↗
73. Stultz · Protein Sci. · 2006 · 15 · 216610.1110/ps.062124606 ↗
74. Stultz · Biophys. J. · 2003 · 85 · 219810.1016/S0006-3495(03)74645-1 ↗
75. 10.1557/JMR.2006.026010.1557/JMR.2006.0260 ↗
76. 10.1016/j.actbio.2004.09.00110.1016/j.actbio.2004.09.001 ↗
77. 10.1002/cm.2012610.1002/cm.20126 ↗
78. 10.1002/jor.110018060710.1002/jor.1100180607 ↗
79. 10.1016/j.jbiomech.2004.11.00610.1016/j.jbiomech.2004.11.006 ↗
80. 10.1242/10.1242/jcs.0107310.1242/10.1242/jcs.01073 ↗
81. 10.1016/j.actamat.2003.09.00110.1016/j.actamat.2003.09.001 ↗
82. 10.1016/j.jbiomech.2006.09.02310.1016/j.jbiomech.2006.09.023 ↗
83. 10.1557/JMR.2006.026210.1557/JMR.2006.0262 ↗
84. 10.1016/j.cma.2006.11.01910.1016/j.cma.2006.11.019 ↗
85. 10.1016/j.bbrc.2005.01.07010.1016/j.bbrc.2005.01.070 ↗
86. 10.1114/1.131752810.1114/1.1317528 ↗
87. 10.1073/pnas.050922410210.1073/pnas.0509224102 ↗
88. 10.1016/j.actbio.2006.07.00510.1016/j.actbio.2006.07.005 ↗
89. 10.1016/j.biomaterials.2006.06.00510.1016/j.biomaterials.2006.06.005 ↗
90. 10.1126/science.111962310.1126/science.1119623 ↗
91. 10.1080/1537649050025933510.1080/15376490500259335 ↗
92. 10.1038/nrc143010.1038/nrc1430 ↗