Repressilator with time-delayed gene expression. Part I. Deterministic description

 pdf (1939K)  / Annotation

List of references:

  1. Д. А. Брацун. Эффект возбуждения подкритических колебаний в стохастических системах с запаздыванием. Часть I. Регуляция экспрессии генов // Компьютерные исследования и моделирование. — 2011. — Т. 3, № 4. — С. 421–438. — DOI: 10.20537/2076-7633-2011-3-4-421-438
    • D. A. Bratsun. Effect of subcritical excitation of oscillations in stochastic systems with time delay. Part I. Regulation of gene expression // Computer Research and Modeling. — 2011. — V. 3, no. 4. — P. 421–438. — in Russian. — DOI: 10.20537/2076-7633-2011-3-4-421-438
  2. Д. А. Брацун, А. П. Захаров. Моделирование пространственно-временной динамики циркадианных ритмов Neurospora crassa // Компьютерные исследования и моделирование. — 2011. — Т. 3, № 2. — С. 191–213. — DOI: 10.20537/2076-7633-2011-3-2-191-213
    • D. A. Bratsun. Modelling spatio-temporal dynamics of circadian rhythms in Neurospora crassa // Computer Research and Modeling. — 2011. — V. 3, no. 2. — P. 191–213. — in Russian. — DOI: 10.20537/2076-7633-2011-3-2-191-213
  3. Д. А. Брацун, А. П. Захаров, Л. М. Письмен. Многоуровневое математическое моделирование возникновения и роста опухоли в ткани эпителия // Компьютерные исследования и моделирование. — 2014. — Т. 6, № 4. — С. 585–604. — DOI: 10.20537/2076-7633-2014-6-4-585-604
    • Bratsun D. A., A. P. Zakharov, L. M. Pismen. Multiscale mathematical modeling occurrence and growth of a tumour in an epithelial tissue // Computer Research and Modeling. — 2014. — V. 6, no. 4. — P. 585–604. — in Russian. — DOI: 10.20537/2076-7633-2014-6-4-585-604
  4. Е. И. Волков, Б. А. Журов. Динамическое поведение изолированного репрессилятора с обратной связью // Известия вузов. Радиофизика. — 2013. — Т. 56, № 10. — С. 774–786.
    • E. I. Volkov, B. A. Zhurov. Dynamic Behavior of an Isolated Repressilator with Feedback // Radiophysics and Quantum Electronics. — 2014. — V. 56, no. 10. — P. 697–707. — DOI: 10.1007/s11141-014-9474-0.
    • E. I. Volkov, B. A. Zhurov. Dinamicheskoe povedenie isolirovannogo repressiljatora s obratnoj svyaz'ju // Izvestija vuzov. Radiofizika. — 2013. — V. 56, no. 10. — P. 774–786. — in Russian.
  5. Г. В. Демиденко, Н. А. Колчанов, В. А. Лихошвай, Ю. Г. Матушкин, С. И. Фадеев. Математическое моделирование регулярных контуров генных сетей // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. — 2004. — Т. 44, № 12. — С. 2276–2295.
    • G. V. Demidenko, N. A. Kolchanov, V. A. Likhoshvai, Yu. G. Matushkin, S. I. Fadeev. Mathematical modeling of regular circuits of gene networks // Computational Mathematics and Mathematical Physics. — 2004. — V. 44, no. 12. — P. 2166–2183. — MathSciNet: MR2124970. — zbMATH: Zbl 1069.92001.
    • G. V. Demidenko, N. A. Kolchanov, V. A. Likhoshvai, Yu. G. Matushkin, S. I. Fadeev. Matematicheskoe modelirovanie regulyarnyx konturov gennyh setej // Zhurnal vychislitel'noj matematiki i matematicheskoj fiziki. — 2004. — V. 44, no. 12. — P. 2276–2295. — in Russian. — Math-Net: Mi eng/zvmmf738. — zbMATH: Zbl 1069.92001.
  6. А. П. Захаров, Д. А. Брацун. Синхронизация циркадианных ритмов в масштабах гена, клетки и всего организма // Компьютерные исследования и моделирование. — 2013. — Т. 5, № 2. — С. 255–270. — DOI: 10.20537/2076-7633-2013-5-2-255-270
    • A. P. Zakharov, D. A. Bratsun. Synchronization of circadian rhythms in the scale of a gene, a cell and a whole organism // Computer Research and Modeling. — 2013. — V. 5, no. 2. — P. 255–270. — in Russian. — DOI: 10.20537/2076-7633-2013-5-2-255-270
  7. В. А. Лихошвай, Т. М. Хлебодарова, Н. А. Колчанов. Компьютерный ресурс «Генетический конструктор» для моделирования молекулярно-генетических процессов в бактериальной клетке: анализ циклической генной цепи / Роль микроорганизмов в функционировании живых систем: фундаментальные проблемы и биоинженерные приложения. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010. — С. 392–404.
    • V. A. Likhoshvai, T. M. Khlebodarova, N. A. Kolchanov. Komp'yuternyj resurs «Geneticheskij konstruktor» dlya modelirovaniya molekulyarno-geneticheskix protsessov v bakterial'noj kletke: analiz tsiklicheskoj gennoj tsepi / Rol' mikroorganizmov v funktsionirovanii zhivyx sistem: fundamental'nye problemy i bioinzhenernye prilozhenija. — Novosibirsk: SO RAN, 2010. — P. 392–404. — in Russian.
  8. В. А. Лихошвай, Ю. Г. Матушкин, С. И. Фадеев. Задачи теории функционирования генных сетей // Сиб. журн. индустр. матем. — 2003. — Т. 6, № 2. — С. 64–80.
    • V. A. Likhoshvai, Yu. G. Matushkin, S. I. Fadeev. Problems of theory of gene networks functioning // Siberian Journal of Industrial Mathematics. — 2003. — V. 6, no. 2. — P. 64–80. — in Russian. — Math-Net: Mi eng/sjim448. — MathSciNet: MR2041576.
  9. И. С. Потапов, Е. И. Волков. Анализ динамических режимов взаимодействующих синтетических генетических репрессиляторов // Компьютерные исследования и моделирование. — 2010. — Т. 2, № 4. — С. 403–418. — DOI: 10.20537/2076-7633-2010-2-4-403-418
    • I. S. Potapov, E. I. Volkov. Dynamics analysis of coupled synthetic genetic repressilators // Computer Research and Modeling. — 2010. — V. 2, no. 4. — P. 403–418. — in Russian. — DOI: 10.20537/2076-7633-2010-2-4-403-418
  10. J. Bonnet, P. Yin, M. E. Ortiz, P. Subsoontorn, D. Endy. Amplifying genetic logic gates // Science. — 2013. — V. 340. — P. 599–603. — DOI: 10.1126/science.1232758. — ads: 2013Sci...340..599B.
  11. D. A. Bratsun, D. V. Merkuriev, A. P. Zakharov, L. M. Pismen. Multiscale modeling of tumor growth induced by circadian rhythm disruption in epithelial tissue // J. Biol. Phys. — 2016. — V. 42, no. 1. — P. 107–132. — DOI: 10.1007/s10867-015-9395-y.
  12. D. Bratsun, D. Volfson, J. Hasty, L. Tsimring. Delay-induced stochastic oscillations in gene regulation // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. — 2005. — V. 102, no. 41. — P. 14593–14598. — DOI: 10.1073/pnas.0503858102. — ads: 2005PNAS..10214593B.
  13. D. Bratsun, D. Volfson, J. Hasty, L. Tsimring. Non-Markovian processes in Gene Regulation / Noise in Complex Systems and Stochastic Dynamics III, Proceeding of SPIE. — 2005. — V. 5845. — P. 210–219. — Laszlo B. Kish, Katja Lindenberg, Zoltan Gingl. — ads: 2005SPIE.5845..210B.
  14. D. A. Bratsun, A. P. Zakharov, L. M. Pismen. Chemo-Mechanical Elastic Modeling of Carcinoma Development // Advanced Biomaterials and Devices in Medicine. — 2016. — V. 3, no. 1. — P. 19–29.
  15. R. Daniel, J. R. Rubens, R. Sarpeshkar, T. K. Lu. Synthetic analog computation in living cells // Nature. — 2013. — V. 497. — P. 619–623. — DOI: 10.1038/nature12148. — ads: 2013Natur.497..619D.
  16. T. Danino, O. Mondragón-Palomino, L. Tsimring, J. Hasty. A synchronized quorum of genetic clocks // Nature. — 2010. — no. 463. — P. 326–330. — DOI: 10.1038/nature08753. — ads: 2010Natur.463..326D.
  17. D. Denault, J. Loros, J. Dunlap. WC-2 mediates WC-1–FRQ interaction within the PAS protein-linked circadian feedback loop of Neurospora // EMBO J. — 2001. — V. 20. — P. 109–117. — DOI: 10.1093/emboj/20.1.109.
  18. M. B. Elowitz, S. Leibler. A synthetic oscillatory network of transcriptional regulators // Nature. — 2000. — V. 403. — P. 335–338. — DOI: 10.1038/35002125. — ads: 2000Natur.403..335E.
  19. A. E. Friedland, T. K. Lu, X. Wang, D. Shi, G. Church, J. J. Collins. Synthetic gene networks that count // Science. — 2009. — V. 324. — P. 1199–1202. — DOI: 10.1126/science.1172005. — ads: 2009Sci...324.1199F.
  20. E. Fung, W. W. Wong, J. K. Suen, T. Bulter, S. Lee, J. C. Liao. A synthetic gene-metabolic oscillator // Nature. — 2005. — V. 435. — P. 118–122. — DOI: 10.1038/nature03508. — ads: 2005Natur.435..118F.
  21. X. J. Gao, M. B. Elowitz. Synthetic biology: Precision timing in a cell // Nature. — 2016. — V. 538. — P. 462–463. — DOI: 10.1038/nature19478. — ads: 2016Natur.538..462G.
  22. J. Hasty, M. Dolnik, McMillen, D. , J. J. Collins. Designer gene networks: Towards fundamental cellular control // Chaos. — 2001. — V. 11. — P. 207–220. — DOI: 10.1063/1.1345702. — zbMATH: Zbl 1029.92011. — ads: 2001Chaos..11..207H.
  23. L. Potvin-Trottier, N. D. Lord, G. Vinnicombe, J. Paulsson. Synchronous long-term oscillations in a synthetic gene circuit // Nature. — 2016. — V. 538. — P. 514–517. — DOI: 10.1038/nature19841. — ads: 2016Natur.538..514P.
  24. D. C. Prasher, V. K. Eckenrode, W. W. Ward, F. G. Prendergast, M. J. Cormier. Primary structure of the Aequorea victoria green-fluorescent protein // Gene. — 1992. — V. 111, no. 2. — P. 229–33. — DOI: 10.1016/0378-1119(92)90691-H.
  25. A. Prindle. Optimization of a Gene Oscillator using Transcriptional Time Delay. — Pasadena: California Institute of Technology, 2009. — Senior thesis, Sup. R. Murrey.
  26. K. Sriram, M. S. Gopinathan. A two variable delay model for the circadian rhythm of Neurospora crassa // J. Theor. Biol. — 2004. — V. 231. — P. 23–38. — DOI: 10.1016/j.jtbi.2004.04.006. — MathSciNet: MR2107548.
  27. J. Stricker, S. Cookson, M. R. Bennett, W. H. Mather, L. S. Tsimring, J. Hasty. A fast, robust and tunable synthetic gene oscillator // Nature. — 2008. — V. 456. — P. 516–519. — DOI: 10.1038/nature07389. — ads: 2008Natur.456..516S.
  28. J. J. Tabor, H. M. Salis, Z. B. Simpson, A. A. Chevalier, A. Levskaya, E. M. Marcotte, C. A. Voigt, A. D. Ellington. A synthetic genetic edge detection program // Cell. — 2009. — V. 137. — P. 1272–1281. — DOI: 10.1016/j.cell.2009.04.048.
  29. M. Tigges, T. T. Marquez-Lago, J. Stelling, M. Fussenegger. A tunable synthetic mammalian oscillator // Nature. — 2009. — V. 457. — P. 309–312. — DOI: 10.1038/nature07616. — ads: 2009Natur.457..309T.
  30. E. Ullner, A. Zaikin, E. I. Volkov, J. Garcia-Ojalvo. Multistability and clustering in a population of synthetic genetic oscillators via phase-repulsive cell-to-cell communication // Phys. Rev. Lett. — 2007. — V. 99. — P. 148103.

Indexed in Scopus

Full-text version of the journal is also available on the web site of the scientific electronic library eLIBRARY.RU

The journal is included in the Russian Science Citation Index

The journal is included in the RSCI

International Interdisciplinary Conference "Mathematics. Computing. Education"