权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Computational modeling, sensitivity analysis, and parameter identification for heterogeneous cell populations

异质细胞群的计算建模、敏感性分析和参数识别

基本信息

批准号：
198961538
负责人：
Professor Dr.-Ing. Steffen Waldherr
金额：
--
依托单位：
Department für Funktionelle und Evolutionäre Ökologie
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2012
资助国家：
德国
起止时间：
2011-12-31 至 2017-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/198961538?language=en
关键词：
Computational modeling sensitivity analysis parameter

项目摘要

Ziel des Projektes ist die Entwicklung neuer rechnerbasierter Methoden zur Modellierung und Analyse von großen Populationen strukturell identischer Systeme mit heterogenen Parametern und Populationsdynamik. Solche Populationen treten in biologischen Systemen auf, beispielsweise im Gewebe höherer Organismen, oder in Kolonien von Mikroorganismen. In diesen Fällen sind Zellen desselben Zelltyps strukturell ähnlich, können aber beispielsweise wegen Unterschieden in Proteinmengen oder Genaktivitäten dennoch unterschiedliches Verhalten zeigen. In mathematischen Modellen können diese Unterschiede durch Variationen in den Parameterwerten für einzelne Zellen abgebildet werden.Das Projekt strebt eine Modellierungsstruktur an, bei der heterogene Populationen durch eine Zustandsdichtefunktion beschrieben werden, und bei der die Dynamik auf der Ebene des individuellen Systems zur Populationsebene hin extrapoliert wird. Die vorgeschlagene Struktur basiert auf etablierten Einzelzell- Modellierungsansätzen für zelluläre Systeme, und zielt auf Populationsmodelle ab, die durch eine Erweiterung bestehender Einzelzellmodelle konstruiert werden. Dieser Ansatz soll realisiert werden durch die Formulierung einer Zustandsdichtefunktion, welche die Population charakterisiert, und deren Dynamik durch eine partielle Differentialgleichung beschrieben ist, die aus intrazellulären Mechanismen und der Zellpopulationsdynamik, d.h. Zellteilung und Zelltod, hergeleitet wird. Die Betrachtung der Zellpopulationsebene ist beispielsweise erforderlich, um dynamische physiologische Prozesse in biologischem Gewebe oder metabolische Prozesse in einem Bioreaktor von der zellulären Ebene ausgehend zu verstehen. Zur Verwendung der vorgeschlagenen Modellklasse müssen auch geeignete Analysemethoden entwickelt werden, die rechentechnisch effizient verwendet werden können. Der Fokus des Projekts liegt dabei auf der Sensitivitätsanalyse, Parameterschätzung und Unsicherheitsanalyse für die hier entwickelte Klasse von Populationsmodellen.Eine Anwendung des vorgeschlagenen Modellierungsansatzes und der Analysemethoden soll im Bereich der Zellbiologie realisiert werden, und zwar für den Prozess des programmierten Zelltods aufgrund eines extrazellulären biochemischen Stimulus. In diesem System tritt Heterogenität in der Zellpopulation dadurch auf, dass ein Teil der Zellen einer Population bei einem gegebenen Stimulus stirbt, während der übrige Teil überlebt. Auf Basis existierender Einzelzellmodelle für diesen Prozess wird der hier entwickelte Ansatz eingesetzt, um in Zusammenarbeit mit dem Kooperationsprojekt von Prof. Scheurich die dieser Heterogenität zugrunde liegenden Mechanismen besser zu verstehen.

Zil des Projektes is die Entwickung Neuer Rechnerbasierter Methoden zur Modellierung and Analyst von groüen Popopationen Strukturell Ischer Systeme MIT异源参数和人口动态。从生物系统的角度来看，这是一种新的组织形式，在科洛尼安。在这两个国家中，我们的国家和地区都是这样的国家，而不是其他国家。在数学模型中，参数的变化是不可能的，而个体系统和个人系统的动态变化是不可能的，因为它是一个异质人口的模型，它的功能是在政治以外的系统中动态变化。在此基础上，我们建立了一个新的系统，并在此基础上建立了人口模型和模型。在此基础上提出了一种新的解决方案Zellteilung and Zelltod，hergeleitet wird.在生物化学和代谢过程中，生物化学和代谢过程是动态的生理过程。这是一种新的技术，也是一种有效的技术。[中英文摘要][晓雨-0920交稿]从敏感性分析的角度出发，参数选择和不同的参数将会影响到人口模型的选择。在生活系统中，人口的异质性很大程度上取决于人口的数量和数量。根据现有的EinzelzellModelle für diesen Prozess Wird Her entwickelte Anatz eingesetzt，Um in Zusammenarbeit MIT DEM Kooperation sprojekt von教授Scheurich die dieser Hetergenität zugrunde liegenden机械师besser zu verstehen。