Tema

Störningar i cellerna kan förutsägas av datorer

Genom att simulera samspelet mellan gener och proteiner kan man studera hur störningar i cellerna påverkar deras funktioner. Datorsimuleringarna kan vara mycket komplicerade, och det gäller därför att utveckla teknik som är snabb och kräver lite minne. Paul Sjöberg har undersökt och jämfört några sådana metoder i sin avhandling, som han försvarar vid Uppsala universitet den 30 november.


Modellerna för hur gener och proteiner samspelar tas fram av molekylärbiologer. Syftet med datorsimuleringarna är att kunna jämföra olika hypoteser för hur processerna inuti cellen fungerar under olika förutsättningar eller vad som händer om man ändrar på någon del i maskineriet. Slumpmässiga variationer i cellen ha stor betydelse för dess funktioner, och datorsimuleringarna gör det möjligt att studera hur modellerna fungerar under den här typen av störningar.

Cellen kan innehålla olika antal kopior av ett visst protein, och för att studera störningarna använder man en statistisk beskrivning som anger hur stor sannolikheten är för olika antal kopior. Om modellen dessutom innehåller flera olika gener blir beskrivningen omfattande – man behöver inte bara veta sannolikheten för ett visst antal av varje protein, utan också sannolikheten för varje kombination av proteinantal. Även om det matematiska ramverket för att formulera detta är känt sedan länge är det i praktiken ofta svårt att lösa ekvationerna.

Paul Sjöberg har studerat den ekvation som beskriver sannolikheten för att cellen ska vara i ett visst tillstånd, den kemiska masterekvationen. Han har utarbetat en egen metod för att lösa ekvationen som han sedan har jämfört med den metod som idag oftast används för den här typen av uträkningar, den stokastiska simulationsalgoritmen.

– Det visade sig att metoderna passar för olika typer av problem, därför gäller det att utnyttja deras starka sidor, berättar Paul Sjöberg.

För att göra detta möjligt har han också utvecklat en metod för att dela upp problemet i olika delar, så att olika metoder kan användas för att lösa de olika delarna.

Kontaktinformation
För mer information, kontakta Paul Sjöberg, 018-471 27 59, 073-543 29 60, e-post: paul.sjoberg@it.uu.se

Störningar i cellerna kan förutsägas av datorer

 lästid ~ 1 min