Kinetic Simulations of Minimal Living Systems
最小生命系统的动力学模拟
基本信息
- 批准号:6526127
- 负责人:
- 金额:$ 10.91万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2001
- 资助国家:美国
- 起止时间:2001-08-01 至 2004-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
DESCRIPTION (provided by the applicant): Given the information explosion
accruing among the biological sciences, it is likely that, within a decade, the
composition of simple living systems and the functions of every gene/protein
contained therein will be understood. At that point, it may be possible, for
the first time, to understand the property of life on a molecular level.
Anticipating this, the goal of this proposal is to develop a methodology that
uses this information to simulate the kinetics of minimal living systems at the
molecular level (part I) and to apply this methodology to simulate the simplest
organism, Mycoplasma genitalium (part II). The methodology will be developed
using Mechanical Cells, simple hypothetical self-replicating systems with
properties analogous to those of real cells. The methodology involves
decomposing such systems into hierarchically organized structures and
functions. These will be reorganized into mechanistic modules, collections of
elementary chemical reactions (explicating the mechanism of the module) and the
associated molecular components. Complete sets of modules must be
autocatalytic, a required property of living systems. The ordinary differential
equations corresponding to this reaction set will be generated and solved
numerically. This will require simplifying and/or subdividing the system,
solving the simpler system than linking. The resulting set of rate constants
and copy numbers will be used in conjunction with a stochastic computer
simulator to generate kinetic plots of each molecular component. The output of
the simulations will be animated using 3D visualization software. Simulation
and animations will be critically compared to the properties of real cells.
Mechanism will be modified, corrected, and embellished as deficiencies are
noted and more experimental data become available.
描述(由申请人提供):鉴于信息爆炸
在生物科学中积累起来的,很可能在十年内,
简单生命系统的组成和每个基因/蛋白质的功能
其中所包含的内容将被理解。在这一点上,也许有可能,
第一次,在分子水平上了解生命的性质。
考虑到这一点,本提案的目标是开发一种
使用这些信息来模拟最小生命系统的动力学
分子水平(第一部分),并应用这种方法来模拟最简单的
生殖支原体(第二部分)。方法论将被开发出来
使用机械细胞,简单的假设自我复制系统
性质类似于真实细胞的性质。方法论包括
将这样的系统分解成分层组织的结构
功能。这些将被重新组织成机械模块、集合
基本化学反应(解释模块的机理)和
相关的分子成分。成套模块必须是
自我催化,生命系统的必备特性。常微分仪
将生成并求解与此反应集相对应的方程
从数字上讲。这将需要简化和/或细分系统,
解决比链接更简单的系统。得到的一组速率常量
复制数将与随机计算机结合使用
模拟器,用于生成每个分子组分的动力学曲线图。的产出
模拟将使用3D可视化软件进行动画制作。模拟法
动画将被关键地与真实细胞的属性进行比较。
机制将根据缺陷进行修改、纠正和润色
注意到,并且有更多的实验数据可用。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Evaluation of multivalent dendrimers based on melamine: kinetics of thiol-disulfide exchange depends on the structure of the dendrimer.
- DOI:10.1021/ja0210906
- 发表时间:2003-04
- 期刊:
- 影响因子:15
- 作者:W. Zhang;S. Tichy;L. M. Pérez;G. Maria;P. Lindahl;E. Simanek
- 通讯作者:W. Zhang;S. Tichy;L. M. Pérez;G. Maria;P. Lindahl;E. Simanek
Stepwise evolution of nonliving to living chemical systems.
无生命化学系统逐步演化为生命化学系统。
- DOI:10.1023/b:orig.0000029880.76881.f5
- 发表时间:2004
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Lindahl,PaulA
- 通讯作者:Lindahl,PaulA
A framework for whole-cell mathematical modeling.
全细胞数学建模框架。
- DOI:10.1016/j.jtbi.2004.07.014
- 发表时间:2004
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Morgan,JeffreyJ;Surovtsev,IvanV;Lindahl,PaulA
- 通讯作者:Lindahl,PaulA
Dynamic responses of protein homeostatic regulatory mechanisms to perturbations from steady state.
蛋白质稳态调节机制对稳态扰动的动态响应。
- DOI:10.1016/s0022-5193(03)00052-3
- 发表时间:2003
- 期刊:
- 影响因子:2
- 作者:Yang,Qingwu;Lindahl,PaulA;Morgan,JeffreyJ
- 通讯作者:Morgan,JeffreyJ
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