Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Về một Mô Hình Số của Bộ Dao Động Nhịp Sinh Học
Tóm tắt
Đối với một mô hình của bộ dao động nhịp sinh học được trình bày dưới dạng một hệ thống động lực học phi tuyến 6 chiều, các điều kiện về tính duy nhất của một điểm cân bằng và các điều kiện về sự tồn tại của một quỹ đạo tuần hoàn (chu kỳ) được thiết lập. Một ứng dụng client-server được phát triển để thực hiện các thí nghiệm số với mô hình này trên một máy chủ đám mây và để trực quan hóa kết quả của những thí nghiệm này.
Từ khóa
#mô hình dao động nhịp sinh học #động lực học phi tuyến #quỹ đạo tuần hoàn #thí nghiệm số #máy chủ đám mâyTài liệu tham khảo
Almeida, S., Chaves, M., and Delaunay, F., Transcription-Based Circadian Mechanism Controls the Duration of Molecular Clock States in Response to Signaling Inputs, J. Theor. Biol., 2020, vol. 484; ID-number: 110015; URL: https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2019.110.
Minami, Y., Ode, K.L., and Ueda, H.R., Mammalian Circadian Clock: The Roles of Transcriptional Repression and Delay, in Circadian Clocks, Kramer, A. and Merrow, M., Eds., Berlin: Springer-Verlag, 2013, pp. 359–377; DOI: 10.1007/978-3-642-25950-0_15
Comet, J.-P., Bernot, G., Das, A., et al., Simplified Models for the Mammalian Circadian Clock, Proc. Comp. Sci., 2012, vol. 11, pp. 127–138; DOI: 10.1016/j.procs.2012.09.014
Jolley, C.C., Ukai-Tadeuma, M., Perrin, D., and Ueda, H.R., A Mammalian Circadian Clock Model Incorporating Daytime Expression Elements, Biophys. J., 2014, vol. 107, iss. 6, pp. 1462–1473; URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.bpj.2014.07.022.
Bass, J., Circadian Topology of Metabolism, Nature, 2012, vol. 491, pp. 348–356; DOI: 10.1038/nature11704
Sato, T.K., Panda, S., Miraglia, L.J., et al., A Functional Genomics Strategy Reveals Rora As a Component of the Mammalian Circadian Clock, Neuron, 2004, vol. 43, no. 4, pp. 527–537; DOI: 10.1016/ j.neuron.2004.07.018
Forger, D.B., Signal Processing in Cellular Clock, PNAS, 2011, vol. 108, no. 11, pp. 4281–4285; URL: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1004720108.
Lakhova, T.N., Kazantsev, F.V., Lashin, S.A., and Matushkin, Yu.G., The Finding and Researching Algorithm for Potentially Oscillating Enzymatic Systems, Vavilov J. Genet. Breed., 2021, vol. 25, no. 3, pp. 318–330.
Podkolodnaya, O.A., Tverdokhleb, N.N., and Podkolodnyy, N.L., Computational Modeling of the Cell Autonomous Mammalian Circadian Oscillator, BMC Syst. Biol., 2017, vol. 11, pp. 27–42.
Golubyatnikov, V.P., Podkolodnaya, O.A., Podkolodnyy, N.L., Ayupova, N.B., Kirillova, N.E., and Yunosheva, E.V., Conditions of Existence of Cycles in Two Basic Models of Circadian Oscillator of Mammalians, J. Appl. Industr. Math., 2021, vol. 15, no. 4, pp. 1–14.
Murray, J., Mathematical Biology: I. An Introduction, 3d ed., Springer, 2002.
Gaidov, Yu.A. and Golubyatnikov, V.P., On Some Nonlinear Dynamical Systems Modelling Asymmetric Gene Networks, Vestnik NGU, Mat., Mekh., Inf., 2007, vol. 7, no. 2, pp. 19–27.
Golubyatnikov, V.P. and Kirillova, N.E., Phase Portraits of Two Gene Networks Models, Math. Notes NEFU, 2021, vol. 28, no. 1, pp. 3–11; DOI: 10.25587/SVFU.2021.68.70.001
Arnold, V.I., Ordinary Differential Equations 3rd ed., Springer, 1992.
Likhoshvai, V.A., Kogai, V.V., Fadeev, S.I., and Khlebodarova, T.M., Alternative Splicing Can Lead to Chaos, J. Bioinform. Comput. Biol., 2015, vol. 13, no. 1; ID-number: 1540003; DOI: 10.1142/ S021972001540003X
Golubyatnikov, V.P., Mjolsness, E., and Gaidov, Yu.A., Topological Index of the p53-Mdm2 Circuit, Vestnik VOGIS, 2009, vol. 13, no. 1, pp. 160–162.
Akinshin, A.A., Bukharina, T.A., Golubyatnikov, V.P., and Furman, D.P., Mathematical Modeling of Interaction of Two Cells in the Proneural Cluster of the Wing Imaginal Disk of D.melanogaster, Vestnik NGU, Mat., Mekh., Inf., 2014, vol. 14, no. 4, pp. 3–10.
Kim, J.K., Protein Sequestration Versus Hill-Type Repression in Circadian Clock Models, IET Syst. Biol., 2016, vol. 10, no. 4, pp. 125–135; DOI: 10.1049/iet-syb.2015.0090; PMID: 27444022.
Gonze, D. and Abou-Jaoudé, W., The Goodwin Model: Behind the Hill Function, PLoS ONE, 2013, vol. 8, no. 8; ID-number: e69573, URL: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0069573.
Ayupova, N.B., Golubyatnikov, V.P., and Kazantsev, M.V., On the Existence of a Cycle in an Asymmetric Model of a Molecular Repressilator, Num. An. Appl., 2017, vol. 10, no. 2, pp. 101–107.
Gaidov, Yu.A. and Golubyatnikov, V.P., On the Existence and Stability of Cycles in Gene Networks with Variable Feedbacks, Contemp. Math., 2011, vol. 553, pp. 61–74.
Hindmarsh, A.C., ODEPACK, A Systematized Collection of ODE Solvers, in IMACS Transactions on Scientific Computing, Stepleman, R.W. et al., Amsterdam: North-Holland, 1983, vol. 1, pp. 55–64.
Petzold, L.R., Automatic Selection of Methods for Solving Stiff and Nonstiff Systems of Ordinary Differential Equations, SIAM J. Sci. Stat. Comput., 1983, vol. 4, pp. 136–148; DOI: 10.1137/0904010
Wilkinson, L., The Grammar of Graphics, 2nd ed., Statistics and Computing, Springer, 2005.
Kazantsev, M.V., Software for Modeling Early Stages of Some Biological Processes, Vestnik NGU, Vych. Tekhnol., 2016, vol. 14, no. 3, pp. 25–33.
Golubyatnikov, V.P., Kazantsev, M.V., Kirillova, N.E., Bukharina, T.A., and Furman, D.P., Mathematical and Numerical Models of Two Asymmetric Gene Networks, Sib. El. Math. Rep., 2018, vol. 15, pp. 1271–1283; DOI: 10.17377/semi.2018.15.103
Bukharina, T.A., Akinshin, A.A., Golubyatnikov, V.P., and Furman, D.P., Mathematical and Numerical Models of the Central Regulatory Circuit of the Morphogenesis System of Drosophila, J. Appl. Industr. Math., 2020, vol. 14, no. 2, pp. 249–255; DOI: 10.1134/S1990478920020040