Lashin S.A. Klimenko A.I. Mustafin Z.S. Zudin R.k. Chekantsev A.D. Matushkin Y.G.
Комплексные модели микробных сообществ
Reporter: Lashin S.A.
В природе микробы живут и эволюционируют в составе сообществ – бактериальных матов, биоплёнок и других пространственно распределённых комплексно взаимодействующих структур. Компьютерное моделирование является одним из важных инструментов исследования микробных сообществ (МС) как в фундаментальной биологии, так и в биотехнологических и медицинских задачах. Особой популярностью в последние годы пользуется многослойные (multiscale) модели, интегрирующие в одной комплексной модели серию более простых подмоделей, каждая из которых описывает отдельный уровень биологической организации.
В работе предлагаются новый подход для моделирования пространственно распределённых МС и программный комплекс ГЭК 3D, реализующий этот подход. В моделях рассматриваются следующие слои биологической организации: генетический, метаболический, популяционный и экологический. Для каждого слоя разработаны библиотеки подмоделей, описывающие процессы, относящиеся к соответствующему уровню биологической организации. Открытый программный интерфейс (API) [1] позволяет пользователям расширять библиотеки с помощью собственных подмоделей.
С помощью разработанных моделей был получен ряд нетривиальных результатов о влиянии пространственной организации МС на его эволюцию [2].
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (№13-04-00620, №15-07-03879).
ЛИТЕРАТУРА
1. Lashin S. A. et al. Math. Biol. Bioinf. 2014;9(2):585-596.
2. Klimenko A.I. et al. BMC Evol. Biol. 2015, 15(Suppl 1):S3.
To reports list