"Simulare de celule cu metode stochastice discrete"

  • Proiect: PN-II-RU-TE-2010-0092, Contract nr. 92/04.08.2010
  • Titlul proiectului: Simulare de celule cu metode stochastice discrete
  • Program PN II: Resurse umane
  • Tipul proiectului: Proiecte de cercetare pentru stimularea constituirii de tinere echipe de cercetare independente - TE
  • Unitatea contractanta: Unitatea Executiva pentru Finantarea Invatamantului Superior, a Cercetarii, Dezvoltarii si Inovarii(UEFISCDI)
  • Unitatea contractata: Institutul National de Cercetare - Dezvoltare pentru Stiinte Biologice
  • Perioada: 36 de luni (Noiembrie 2010 - Octombrie 2013)

  • Valoare totala: 750.000 RON
    Suma alocata in 2010: 27.051 RON
    Suma alocata in 2011: 262.888 RON
    Suma alocata in 2012: 251.577 RON
    Suma alocata in 2013: 206.277 RON

  • Director proiect: Andrei Paun, CSI
  • Membrii echipei: Laura Paun, Stefan Popescu

  • Rezumatul proiectului:
    Proiectul este conceput ca o continuare a proiectului RP-13/2007 prin care se stimuleaza revenirea in tara a cercetatorilor. Proiectul mentionat este axat pe doua directii: simulare de celule si automate finite pentru procesarea ADN-ului. Pentru acest proiect ne vom concentra doar asupra simularii de celule si vom extinde rezultatele obtinute pana in prezent (publicat in mai mult de 5 articole ISI).
    Ideea principala a proiectului este de a extinde memoria algoritmului NWA cu stochasticitate limitata. Echipa va implementa tehnica de simulare intr-un pachet major de simulare (cum ar fi copasi), astfel incat diseminarea va conduce la o utilizare mai larga decat a metodei Java care a fost urmata anterior. De asemenea, planificam lucrul la caile de modelare legate de cercetarea in domeniul cancerului, care au fost descrise recent.
  • Interdisciplinaritate: proiectul propus are un puternic caracter interdisciplinar, combinand informatica cu statistica, biologia si matematica. Se poate observa ca echipa are un informatician (PI), un statistician, un biolog si un matematician.

  • Cuvinte cheie: simulare de celule, sisteme de membrane, biologie moleculara

  • Metodologie:














    Figura 1. Aratam aici comparatia intre datele experimentale si simularea modelului descris în [3] folosind ODE, sistemul stochastic (algoritmul Gillespie pentru aceleasi reguli) si simularea sistemului de membrane. Toate cele 3 tehnici de simulare distincte mentionate anterior folosesc acelasi model al apoptozei mediata caspase.

  • Compararea metodei de simulare propusa cu celelalte doua metode de simulare principale utilizate in domeniu: ODE si simulatoare stocastice (algoritmul Gillespie). Observam ca cele doua exemple specifice sunt bine cunoscute ca obtinand rezultate diferite atunci cand se foloseste una sau cealalta metoda de simulare: modelul Lotka-Volterra si ritmurile circadiene. Vom considera ambele modele in continuare si vom observa ca algoritmul de simulare NWT corespunde intr-un caz cu metoda Gillespie, iar in celalalt caz este foarte aproape de metoda ODE. Astfel tehnica noastra de simulare ar putea fi privita ca o a treia tehnica diferita de simulare in acest domeniu.

  • Publicatii:
    1. P. Sosík, A.Paun, A. Rodríguez-Patón, P systems with proteins on membranes characterize PSPACE, Theoretical Computer Science, Volume 488, 3 June 2013, Pages 78–95.
    2. T. Thanakornworakij et. al, Reliability model of a system of k nodes with simultaneous failures for high-performance computing applications, The International Journal of High Performance Computing Applications, DOI 10.1177/1094342012464506.
    3. T. Ahmed, et. al. A Case-study on the Influence of Noise to Log-Gain Principles for Flux Dynamic Discovery, Lecture Notes in Computer Science Volume 7762, 2013, pp 88-100.
    4. A Paun, M Paun, A Rodriguez-Paton, M Sidoroff, P Systems with proteins on membranes: A survey; International Journal of Foundations of Computer Science,22(1): 39-53 (2011), ISSN: 0129-0541
    5. J.Jack, A. Paun, A. Rodríguez-Patón: A review of the nondeterministic waiting time algorithm. Natural Computing 10(1): 139-149 (2011)
    6. A. Paun, M. Sidoroff, Sequentially Induced by Spike Number in SNP Systems: Small Universal Machines, Lecture Notes in Computer Science Volume 7184, 2012, pp 333-345.