Računalniško načrtovanje večceličnih sinhronskih procesnih strukturKomac, Roman (Avtor) Moškon, Miha (Mentor) računalniško načrtovanjebiološka vezjadiferencialne enačbereakcijsko-difuzijski sistemmodeliranjesimulacijaAplikacije sintezne biologije zahtevajo robustne in skalabilne biološke procesne strukture. Enostavne procesne strukture, kot so logična vrata, oscilator in preprosta pomnilna celica, so že bile implementirane v prokariontskih in evkariontskih celicah. V predlaganem delu smo se osredotočili na načrtovanje robustne in zanesljive pomnilne celice v izvedbi s predpomnjenjem. Slednja preklopi svoje stanje le ob izbrani fronti vhodnega urinega signala in tako omogoča učinkovito sinhronizacijo posameznih gradnikov biološkega vezja. Model te celice smo nato uporabili pri načrtovanju kompleksnejšega biološkega sistema, kjer smo logiko razporedili v populacijo celic, ki med seboj komunicirajo preko mehanizma zaznavanja kvoruma. Osnova naših raziskav je bil deterministični reakcijsko-difuzijski sistem sestavljen iz diferencialnih enačb prvega reda. Za simuliranje tega sistema smo uporabili numerično metodo končnih razlik in metodo Runge-Kutta drugega reda. Za iskanje dopustih vrednosti kinetičnih parametrov so bili uporabljeni genetski algoritmi. Preko njih smo poiskali kombinacije vrednosti parametrov, ki bi potencialno omogočale implementacijo znotraj mikrobnega konzorcija. Možnost razdelitve logike med več procesnimi strukturami smo s tem potrdili.20202020-12-08 11:00:02Magistrsko delo/naloga122384VisID: 29721COBISS_ID: 42006787sl