Seminarium Zakładu Biofizyki

Stochastyczne modele reakcji chemicznych są często używane do opisu układów reakcji chemicznych z niewielką liczbą cząsteczek pewnych reagentów, w tym sieci regulacji ekspresji genów. Zostaną opisane nowe metody numeryczne służące do aproksymacji pewnych momentów rozkładu funkcji procesu stochastycznego, opisującego układ chemiczny przy użyciu wielomianów ortogonalnych od parametrów modelu, którymi mogą być stałe kinetyczne i początkowe liczby cząsteczek. Analiza wrażliwości oparta na wariancji deterministycznych modeli reakcji chemicznych znalazła zastosowanie między innymi do redukcji modeli i planowania eksperymentów. Będzie zaprezentowane uogólnienie i stosowalność tej metody analizy wrażliwości do stochastycznych modeli reakcji chemicznych oraz wyniki numeryczne dla modelu syntetycznego przełącznika genetycznego.

Stochastic chemical models are commonly used for description of chemical reaction networks with low numbers of certain species, including gene regulatory networks. We will describe new numerical methods for approximation of certain moments of distribution of functions of stochastic process describing the network with orthogonal polynomials of the model parameters, which can be kinetic rates and initial particle numbers. Variance-based sensitivity analysis of deterministic chemical models has found applications among others in model reduction and planning of experiments. We will discuss how to generalize and perform this sensitivity analysis method on stochastic chemical models. We will present results of our numerical methods for a synthetic genetic toggle switch model.