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BacSim公司

swMATH ID: 17261
软件作者: J.Kreft、G.Booth、J.W.T.Wimpenny
说明: BacSim,一个基于个体的细菌菌落生长建模模拟器。开发了通用、定量、空间显式、基于个体的模型BacSim来模拟细菌的生长和行为。这种方法的潜力在于将微观实体(细胞)的特性与宏观复杂系统(如生物膜)的特性联系起来。在这里,研究了单个大肠杆菌细胞生长为菌落的过程。面向对象程序BacSim是Gecko的扩展,Gecko是一种生态系统动力学模型,使用Swarm工具箱进行多智能体仿真。该模型描述了细菌的特性,包括在单个细胞水平上的底物摄取、代谢、维持、细胞分裂和死亡。为了使该模型容易适用于不同条件下的各种细菌,该模型使用了八个易于获得的参数,这些参数可以随机变化。对于基底扩散,使用二维扩散晶格。对于生长相关的细胞大小变化,对Donachie提出的细胞分裂概念模型进行了检验。Donachie模型的一个机械版本导致了较高增长率下的不平衡增长,而在随后的复制启动之间包含一个最短的时间段,只有在这个时间段不符合生理学的情况下才能确保平衡增长。只有Donachie模型的描述性版本能够正确预测细胞大小。对于维护,采用Herbert模型(生物量消耗的恒定比速率),对于底物吸收,采用Michaelis-Menten或Best方程。模拟器输出忠实地再现了所有输入参数。比较了维持率和摄取率与细胞质量或表面积成比例时的生长特征。作者提出了一种新的生长同步性通用度量方法,以量化由于细胞参数随机变化或空间异质性导致的同步性损失。最大摄取率的变化完全使模拟培养物失去同步,但体积-分割的变化没有。介绍了一种新的空间异质性度量方法:细胞所经历的底物浓度的标准偏差。空间异质性通过将人口细分为以不同速度同步增长的部分来降低人口增长的同步性。在空间异质性足够高的情况下,种群似乎完全是异步增长的。
主页: http://www.mybiosoftware.com/bacsim-simulator-braceal-growth.html
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引用于: 21文件

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