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在浏览器中模拟细胞生物学

Posted on 2024-01-22

[Technistuff] 读到一篇关于模拟“最小”细胞的论文——显然是一个只有 493 个基因的细胞。这导致了一个目标:在 TypeScript 中重现模拟,以便它可以在 Web 浏览器中运行。为什么?我们不知道,但这是对深入生物学和如何处理复杂模拟的有趣观察。该代码可在GitHub上获取。

作为参考,大肠杆菌有 4,500 多个基因。所讨论的细胞——JCVI-syn3A——实际上比真正需要的基因多了七个。这种细菌的数据同样可以通过GitHub从研究实验室获得。

化学主方程模拟 DNA 转录为 mRNA、mRNA 翻译为蛋白质、mRNA 降解、DNA 复制和 tRNA 充电。代谢反应需要一个微分方程,涵盖脂质代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢等。

这两个模拟方程相互配合,因此任何模拟都必须同时使用这两个方程,并将数据从一个方程传递到另一个方程。目前模拟仅使用单线程,因此性能还有提升空间。此外,最初的模拟并未对细胞周期机制进行建模,而是依赖于规则。这也表明了一个需要改进的领域。

如果您对生物学感兴趣,这是一项令人着迷的工作。如果您不这样做,它仍然是在 TypeScript 和浏览器中处理的复杂模拟。当然,对真实细胞及其新陈代谢进行建模还有很长的路要走。虽然我们的大多数模拟都是电子的,但对任何类型的现实世界系统进行建模必然有相似之处。

原文: https://hackaday.com/2024/01/21/simulating-cellular-biology-in-the-browser/

本站文章系自动翻译,站长会周期检查,如果有不当内容,请点此留言,非常感谢。
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