Пожалуйста, авторизуйтесь:
ФГОУ ВПО Сибирский федеральный университет
Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79
|
|
Akberdin Ilya Rinatovich
(IC&G, Phd student)
| |
Секция: Modern problems of mathematical modelling and computational technologies
Тема доклада:
| |
|
"Моделирование регуляции развития двухмерной ткани растений" |
| |
|
"Modelling of developments regulation of the 2D plants tissue" |
Тезисы доклада:
| |
|
Гормон ауксин (класс низкомолекулярных соединений, относящихся к производным индола) является одним из важнейших веществ, участвующих в регуляции различных биологических процессов растений, в особенности морфогенеза. Координация ауксином процессов роста и развития растений осуществляется через контролируемое формирование паттернов распределения ауксина и дозозависимых механизмов его действия. В течение последнего десятилетия наблюдается огромный интерес к применению технологий математического моделирования к задачам, связанным с развитием растений, опосредованным ауксином. Ранее нами была разработана математическая модель развития меристемы побега в терминах клеточного автомата. Анализ разработанной модели показывает, что динамика клеточного автомата не только качественно совпадает с морфодинамикой реального зародыша, но, при варьировании начальных параметров, также можно добиться количественного соответствия по числу клеток в зародыше на определённых этапах развития. Более того, было обнаружено, что при подборе параметров модели наблюдается поведение автомата, аналогичное морфодинамике мутантного фенотипа. Следующим иерархическим этапом развития моделирования в области поддержания тотипотентности и дифференцировки клеток при развитии меристемы побега Arabidopsis thaliana являлась разработка математической модели метаболизма ауксина в клетке побега. Для достижения данной цели мы реконструировали генную сеть метаболизма ауксина и, на основе разработанного нами же конвертора генных сетей в формат математических моделей, построили математическую модель метаболизма ауксина. Данная математическая модель воспроизводит экспериментальную динамику наработки ауксина и его конъюгатных форм в клетке Arabidopsis thaliana.
|
| |
|
Auxin participates in regulation of cell differentiation in development of embryo, leaves, vascular tissue, fruit, primary and lateral root and in controlling apical dominance and tropisms. Indole-3-acetic acid (IAA) is physiologically active in the form of the free acid, but can also be found in conjugated forms in plant tissues. IAA can be degraded and redundant pathways lead to its synthesis. The regulation of the IAA metabolism (synthesis, conjugation and degradations) is enough complex and may explain in some aspects how this simple substance is able to influence such diverse processes. Mathematical modeling of IAA metabolic gene network can help reveal the main factors governing this complex process. Early, a model of a cell automaton has been developed, which simulates the embryonic development of the shoot meristems of Arabidopsis thaliana. The model adequately describes the basic stages in the development of this organ in wild and mutant types. The gene network for the auxin metabolism contains 62 genes and 44 proteins. Different molecular genetic processes within IAA metabolism network take place in 7 compartments. Within this network one regulatory contour with positive feedback and one regulatory contour with negative feedback were identified. For model generation the main regulatory factors in this gene network were selected according to consequences of their disruption for the network maintenance and plant organism functioning. By this way the whole complex network was reduced to core gene network. Based on the mathematical model of the core gene network, we followed the dynamics of the developed gene network and analyzed the key regulatory patterns. We reproduce the experimental data on IAA content in arabidopsis seeds.
|
|
|
