| Название: | Математическое моделирование продукции и транспорта биологических молекул и комплексов в живой клетке |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 01 |
| Научная дисциплина: | 01-222 Математическое моделирование физических явлений |
| Ключевые слова: | внутриклеточные продукция и транспорт органелл и супрамолекулярных комплексов, уравнения типа Джеффриса, многомерные модели, точные решения, контуры с миРНК |
| Время действия проекта: | 2014-2016 |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Самсонов,АМ |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 14-01-00334 |
| Исполнители: |
Гула,ИА: сектор теории твердого тела (Романова,АЕ)
Дук,МА: сектор теории твердого тела (Романова,АЕ)
Козлов,КН: None
Руколайне,СА: лаб. прикладной математики и математической физики (Руколайне,СА)
Самсонова,МГ: None
|
Проект посвящен построению математических моделей продукции и транспорта супрамолекулярных комплексов и больших молекул в живой клетке. Модели, основанные на параболических уравнениях диффузии, недостаточны для описания процесса переноса больших молекул в биологических средах, т.к. базируются на гипотезе о броуновском движении безынерциальных частиц. Недавно мы начали изучение моделей, основанных на уравнениях 3-го порядка в частных производных типа Джеффриса. В предлагаемом проекте будут созданы двумерные модели транспорта супрамолекулярных комплексов и белков, находящихся в цитоплазме клеток эукариот, дана оценка количественных характеристик внутриклеточного транспорта, в частности, вероятности достижения частицей ядра клетки за определенное время в квазиодномерном случае. Предполагается построение дискретной модели случайных блужданий, дающей в континуальном пределе уравнения типа Джеффриса. В задачaх внутриклеточной продукции биологических молекул важую роль играют подграфы генной сети ("мотивы"- motifs). Типичными мотивами являются контуры с упреждением а также контуры с отрицательной обратной связью, в состав которых входит микроРНК, регулирующая производство белка. Мы рассмотрим такие контуры и исследуем их поведения на малых временах Будет исследована возможность соединения в рамках одной сети контуров с прямой и обратной связями. Все задачи проекта предполагают сравнение с результатами биологических экспериментов и, при необходимости, корректировку математических моделей. Реалистичные начальные условия, отвечающие биологическому эксперименту, потребуют обработки больших массивов плохо организованных данных. Будут построены новые сценарии для разработанного нами пакета обработки изображений ProStack с целью анализа временных серий изображений движущихся частиц в клетке, который будет включать методы подавления неспецифичного сигнала и методы сегментации больших молекулярных комплексов.
