Lシステムは モデリングのための便利なフレームワーク 草本植物から樹木、そして植物生態系全体に至るまで、生物の成長する線状および分岐構造の発達。これらは、次のような分子レベルのプロセスをモデル化するために使用できます。 遺伝子制御ネットワークによる成長と分化の制御, ソース・シンク相互作用, 代謝調節これまで、これらのプロセスのダイナミクスは微分方程式を使用して表現され、関与する物質の濃度が連続的に変化することを意味していました。この仮定は、分子の数が比較的少ない多くの生物学的プロセスでは満たされません。
で発表された彼らの新しい論文で <font style="vertical-align: inherit;">in silico</font> プランツ、チェスラック、プルシンキエヴィッチ 生物モデリングと可視化研究グループ カルガリー大学コンピュータサイエンス学部で、固定線形構造と発展線形構造における確率過程をシミュレートするための統合LシステムとGillespie確率シミュレーションアルゴリズムを提案し、テストします。
上級研究員のミコライ・チースラック氏によると、「ギレスピー法は離散生化学反応速度論のよく知られたシミュレーション技術であり、分子の数が少ない場合でも正確です。L システムとの統合により、自然界の発達プロセスに対するノイズの影響を研究するための便利なフレームワークが提供されます。」
著者らは、反応拡散やオーキシン駆動型パターン形成などの形態形成プロセスの例を使用して、ギレスピー L システムの強みを説明しています。「それぞれのケースで、分子の数がソリューションの特性に与える影響を強調することができました」と、Przemyslaw Prusinkiewicz 教授は述べています。著者らはまた、予想どおり、分子の数が増えるにつれて、確率的ソリューションが連続的ソリューションに収束することを示しています。
提示された方法とソフトウェアは、静的および発達中の構造における分子および高レベルの空間的に明示的な確率過程をシミュレートし、確率的摂動がある場合のそれらの動作を研究するために使用できます。
モデルを実行するためのソフトウェアは、ラボの Web サイトで入手できます。 http://www.algorithmicbotany.org
モデルは著者からのリクエストに応じて入手可能です。
