Numerical solution of the chemical master equation in cell biology

细胞生物学化学主方程的数值解

基本信息

  • 批准号:
    1320849
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 19.37万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2013
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2013-08-01 至 2017-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The number of computations needed to solve the chemical master equation tends to explode because of the high number of potential states of the system and this fact motivates the need to develop sophisticated computational techniques to address this so-called "curse of dimensionality." This project seeks to address the problem using a combination of techniques such as model reduction techniques, efficient embedded techniques for the reduced problem, and inexact or relaxed function evaluations in the integration schemes.The chemical master equation arises when mathematical modeling is used to represent the biochemical reactions that regulate the metabolism within the cells. Models of cellular processes allow experimentalists to avoid costly trial-and-error laboratory experiments in live cells . This sort of modeling poses a challenging problem because some key regulatory molecules are so small in number that the cellular processes associated with them seem random or stochastic and cells can change through a myriad of pathways that are difficult to track even on the fastest supercomputers. Thus the ability to use mathematical modeling to accurately mimic key molecules and to apply computational methods to efficiently code the simulations have important applications for fields of molecular biology and medicine because there is a significant need to accurately simulate biochemical reactions inside a cell in real time.
求解化学主方程所需的计算量往往会爆炸式增长,因为系统的潜在状态数量很高,这一事实促使人们需要开发复杂的计算技术来解决这种所谓的“维度诅咒”。这个项目试图通过组合技术来解决这个问题,如模型简化技术、简化问题的有效嵌入技术以及集成模式中不精确或松弛的函数评估。当使用数学建模来表示调节细胞内新陈代谢的生化反应时,出现了化学主方程。细胞过程模型使实验者可以避免在活细胞中进行昂贵的反复试验。这种建模带来了一个具有挑战性的问题,因为一些关键调控分子的数量如此之少,以至于与它们相关的细胞过程似乎是随机的或随机的,细胞可能会通过无数条路径发生变化,即使在速度最快的超级计算机上也很难追踪。因此,使用数学建模来准确地模拟关键分子并应用计算方法来有效地编码模拟的能力在分子生物学和医学领域具有重要的应用,因为需要准确地实时地模拟细胞内的生化反应。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Roger Sidje其他文献

Roger Sidje的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似国自然基金

Horndeski理论中Randall-Sundrum型厚膜解的研究
  • 批准号:
    11605127
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
N-体问题的中心构型及动力系统的分支理论
  • 批准号:
    10601071
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

CAREER: CAS: Chemical Pathways for the Synthesis of Dilute Metal Alloy and Multimetallic Complex Solid Solution Nanocrystals
职业:CAS:稀金属合金和多金属络合物固溶体纳米晶体合成的化学途径
  • 批准号:
    2239441
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Chemoenzymatic Synthesis of Darobactin Antibiotics
Darobactin抗生素的化学酶法合成
  • 批准号:
    10592211
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Investigating the mechanism of proton translocation in solution: from small chemical systems to biomolecules
研究溶液中质子易位的机制:从小化学系统到生物分子
  • 批准号:
    RGPIN-2017-06194
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
An Improved Red Blood Cell Storage Product and Extended Shelf Life using a Normoglycemic Additive Solution
使用正常血糖添加剂溶液改进红细胞储存产品并延长保质期
  • 批准号:
    10663857
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Nitric Oxide redistribution by a phospholipid nanoparticle colloid to treat septic shock.
通过磷脂纳米粒子胶体重新分布一氧化氮来治疗感染性休克。
  • 批准号:
    10321061
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Accurate prediction of chemical reactions in solution
准确预测溶液中的化学反应
  • 批准号:
    2605031
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
    Studentship
An Improved Red Blood Cell Storage Product and Extended Shelf Life using a Normoglycemic Additive Solution
使用正常血糖添加剂溶液改进红细胞储存产品并延长保质期
  • 批准号:
    10458606
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Investigating the mechanism of proton translocation in solution: from small chemical systems to biomolecules
研究溶液中质子易位的机制:从小化学系统到生物分子
  • 批准号:
    RGPIN-2017-06194
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Gas-phase spectroscopy of chemical intermediates produced in solution
溶液中产生的化学中间体的气相光谱
  • 批准号:
    20H00374
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Investigating the mechanism of proton translocation in solution: from small chemical systems to biomolecules
研究溶液中质子易位的机制:从小化学系统到生物分子
  • 批准号:
    RGPIN-2017-06194
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了