Progettazione e implementazione di una incarnazione biochimica per il simulatore Alchemist


Gabriele Graffieti

Scopo di questo elaborato di tesi è la modellazione e l’implementazione di
 una estensione del simulatore Alchemist, denominata Biochemistry, che permetta di simulare un ambiente multi-cellulare.
 Al fine di simulare il maggior numero possibile di processi biologici, il simulatore dovrà consentire di modellare l’eterogeneità cellulare attraverso la modellazione di diversi aspetti dei sistemi cellulari, quali: reazioni intracellulari, segnalazione tra cellule adiacenti, giunzioni cellulari e movimento.
 Dovrà, inoltre, essere ammissibile anche
 l’esecuzione di azioni impossibili nel mondo reale, come la distruzione o la
 creazione dal nulla di molecole chimiche.

 In maniera più specifica si sono modellati ed implementati i seguenti processi biochimici: creazione e distruzione di molecole chimiche, reazioni biochimiche intracellulari, scambio di molecole tra cellule adiacenti, creazione e distruzione di giunzioni cellulari.
 È stata dunque posta particolare enfasi nella modellazione delle reazioni tra cellule vicine, il cui meccanismo è simile a quello usato nella segnalazione cellulare.

 Ogni parte del sistema è stata modellata seguendo fenomeni realmente presenti nei sistemi multi-cellulari, e documentati in letteratura. Per la specifica delle reazioni chimiche, date in ingresso alla simulazione, è stata necessaria l’implementazione di un Domain Specific Language (DSL) che consente la scrittura di reazioni in modo simile al linguaggio naturale, consentendo l’uso del simulatore anche a persone senza particolari conoscenze di biologia.

 La correttezza del progetto è stata validata tramite test compiuti con dati
 presenti in letteratura e inerenti a processi biologici noti e ampiamente studiati.

Tags:

Thesis

Progettazione e implementazione di una incarnazione biochimica per il simulatore Alchemist

— author

Gabriele Graffieti

Supervision

— supervisor

Mirko Viroli

— co-supervisor

Sara Montagna

Sort

— cycle

first-cycle thesis

— status

completed thesis

— language

wit.gif

Dates

— activity started

15/05/2016

— degree date

14/07/2016

IDs & URLs

— URL

http://amslaurea.unibo.it/11009/

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