Русская версия English version   
Том 18   Выпуск 1   Год 2023
Моделирование процесса коммуникации бактерий в расширенном диапазоне популяционной динамики

Шуай И.1, Масловская А.Г.1, Куттлер К.2

1Амурский государственный университет, Благовещенск, Россия
2Технический университет Мюнхена, Гархинг, Германия

Аннотация. «Чувство кворума», представляющее один из видов бактериальной коммуникации, может быть исследовано с использованием средств и методов математического и компьютерного моделирования. В настоящей работе предложена модификация детерминированной математической модели бактериального чувства кворума с учетом закона многофазной динамики популяций. Математическая модель формализована в виде начально-краевой задачи для системы полулинейных уравнений в частных производных типа «реакция-диффузия». Динамика изменения плотности биомассы учтена в генерационных слагаемых модельных уравнений. Модель описывает изменение концентрации специальных химических субстанций – сигнального вещества и фермента лактоназы, характеризующих чувство кворума у грамотрицательных бактерий. Задача решается методом конечных элементов с использованием платформы COMSOL Multiphysics. Проведены вычислительные эксперименты по оценке концентраций ключевых веществ, характеризующих чувство кворума, для бактериального вида Pseudomonas putida в расширенном диапазоне динамики популяции.

Ключевые слова: бактериальная коммуникация, чувство кворума, модель реакции-диффузии, бактериальная динамика, конечно-элементное моделирование, моделирование распределения химических соединений.

Содержание Оригинальная статья
Мат. биол. и биоинф.
2023;18(1):89-104
doi: 10.17537/2023.18.89
опубликована на англ. яз.

Аннотация (англ.)
Аннотация (рус.)
Полный текст (англ., pdf)
Список литературы

 

  Copyright ИМПБ РАН © 2005-