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.