АГЕНТ-ОРИЕНТИРОВАННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК ИНСТРУМЕНТ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ МУТАЦИЙ ЧЕЛОВЕКА В СЛУЧАЕ ИЗМЕНЕНИЯ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

М. А.  Бурилина

doi:10.25514/CHS.2019.Special.6

М. А. Бурилина Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Центральный экономико-математический институт Российской академии наук, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-7629-1380

DOI: https://doi.org/10.25514/CHS.2019.Special.6

Ключевые слова: поведение агентов, технология CRISPR/Cas9, агент-ориентированные модели, редактирование генома человека, генная инженерия.

Аннотация

В работе предлагается подход моделирования, помогающий воссоздавать для исследований реальную среду, где агенты взаимодействуют между собой. Такой тип моделей называется агентным моделированием, показавшим за последний десяток лет огромный спрос у ученых различных направлений. Рассмотрено применение данного метода в различных областях науки, в том числе системной биологии, химической и экологической безопасности. Представлена разработанная автором модель, описывающая распространение генома человека, модифицированного в соответствии с инновационной технологией редактирования генома CRISPR/Cas9.

Литература

Macal C.M. // J. Simul. 2016. V. 10. No. 2. P. 144. DOI: 10.1057/jos.2016.7.

Hellweger F.L., Clegg R.J., Clark, J.R. et al. // Nat. Rev. Microbiol. 2016. V. 14. P. 461. DOI: 10.1038/nrmicro.2016.62.

Tesfatsion L. Agent-based computational economics: a constructive approach to economic theory In: Handbook of Computational Economics. Eds L. Tesfatsion and K.L. Judd. Amsterdam: Elsevier, 2006. V. 2. P. 831.

Caiani A., Russo A., Palestrini A., Gallegati M. Economics with Heterogeneous Interacting Agents: A Practical Guide to Agent-Based Modeling. Cham: Springer, 2016.

Makarov V.L., Bakhtizin A.R. Social modeling is a new computer breakthrough (agent-based models). M.: Ekonomka, 2013. 295 p. [in Russian].

Bakhtizin A.R. Economics agent-based models. М.: Ekonomika, 2008 [in Russian].

McLane A.J., Semeniuk C., McDermid G.J., Marceau D.J. // Ecol. Modell. 2011. V. 222. No. 8. P. 1544. DOI: 10.1016/j.ecolmodel.2011.01.020.

McLane A.J., Semeniuk C., McDermid G.J. et al. // Ecol. Modell. 2017. V. 354. P. 123. DOI: 10.1016/j.ecolmodel.2017.03.019.

Goltsman M.E., Sushko E.D., Doronina L.O., Kruchenkova E.P. // Zoologicheskii zhurnal [Zoological journal]. 2018. V. 97. No. 11. P. 1400 [in Russian]. DOI: 10.1134/S0044513418110041

D’Souza R.M., Lysenko M., Marino S., Kirschner D. // Proceedings of the 2009 Spring Simulation Multiconference. San Diego, CA: Society for Computer Simulation International, 2009. P. 21.

Krekhov A., Grüninger J., Schlönvoigt R., Krüger J. Towards in situ visualization of extreme-scale, agent-based, worldwide disease-spreading simulations. In: SIGGRAPH Asia 2015 Visualization in High Performance Computing. Kobe, 2015.

Shi Z., Chapes S.K., Ben-Arieh D., Wu C.-H. // PLoS ONE. 2016. DOI: 10.1371/journal.pone.0161131.

Macal C.M., North, M.J. //J. Simul. 2010. V. 4 P. 151. DOI: 10.1057/jos.2010.3.

Ausloos M., Dawid H., Merlone U. Spatial interactions in agent-based modeling. In: Complexity and Geographical Economics. Eds P. Commendatore, S. Kayam, I. Kubin. Cham: Springer, 2015. P. 353. DOI: 10.1007/978-3-319-12805-4_14.

Godfrey S.S., Bull, C.M., James R., Murray K. // Behav. Ecol. Sociobiol. 2009. V. 63. P. 1045. DOI: 10.1007/s00265-009-0730-9.

Crandall D.J., Backstrom L., Cosley D. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010. V. 107. P. 22436. doi: 10.1073/pnas.1006155107.

Gorochowski T.E. // Essays Biochem. 2016. V. 60. P. 325. DOI: 10.1042/EBC20160037.

Gorochowski T.E., Richardson T.O. How behaviour and the environment influence transmission in mobile groups. In: Temporal Network Epidemiology. Eds N. Masuda and P. Holme. 2017. Singapore: Springer, 2017. P. 17.

Wilensky U., Evanston I. Netlogo: Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling. Evanston, IL: Northwestern University, 1999. P. 49.

Van Liedekerke P., Buttenschön A., Drasdo D. Off-lattice agent-based models for cell and tumor growth: numerical methods, implementation, and applications. In: Numerical Methods and Advanced Simulation in Biomechanics and Biological Processes. Eds M. Cerrolaza, S. Shefelbine, and D. Garzón-Alvarado. London, UK; San Diego, CA; Cambridge, MA; Oxford, UK: Elsevier Academic Press, 2018. P. 245.

Chooramun N., Lawrence P.J., Galea E.R. // Saf. Sci. 2012. V. 50. P. 1685. DOI: 10.1016/j.ssci.2011.12.022.

Li N., Verdolini K., Clermont G. et al. // PLoS ONE. 2008. DOI: 10.1371/journal.pone.0002789.

Wilensky U. The Netlogo 6.1.0 User Manual. 1999-2019.

Kiran M., Richmond P., Holcombe M. et al. // Proceedings of 9th Int. Conf. on Autonomous Agents and Multiagent Systems: V. 1. Toronto, ON: International Foundation for Autonomous Agents and Multiagent Systems, 2010. P. 1633.

Richmond P., Walker D., Coakley S., Romano D. // Brief. Bioinform. 2010. V. 11. P. 334. DOI: 10.1093/bib/bbp073.

D’Souza R.M., Lysenko M., Rahmani K. // Proceedings of Agent 2007 Conference (Chicago, IL, 2017.

Emonet T., Macal C.M., North M.J., Wickersham C.E., Cluzel, P. // Bioinformatics. 2005. V. 21. P. 2714. DOI: 10.1093/bioinformatics/bti391.

Dallon J.C. // Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2010. V. 15. P. 24. DOI: 10.1016/j.cocis.2009.05.007.

Qu Z., Garfinkel A., Weiss J.N., Nivala M. // Prog. Biophys. Mol. Biol. 2011. V. 107 P. 21. DOI: 10.1016/j.pbiomolbio.2011.06.004.

Seekhao N, Shung C, JaJa J, Mongeau L., Li-Jessen N.Y.K. // Front. Physiol. 2018. V. 9. P. 304. DOI: 10.3389/fphys.2018.00304.

Seekhao N., Shung C., JaJa J., Mongeau L., Li-Jessen N.Y. // IEEE Int. Parallel Distrib. Process. Symp. Workshops. 2016. P. 463. DOI: 10.1109/IPDPSW.2016.20.

Rivi M., Calori L., Muscianisi G., Slavnic V. In-situ visualization: state-of-the-art and some use cases. PRACE White Paper. 2012. http://www.prace-ri.eu/visualisation/ (дата обращения 18.06.2019).

Su Y., Wang Y., Agrawal G. // Proceedings of 24th International Symposium on High-Performance Parallel and Distributed Computing. Portland, OR, 2015. P. 61.

Seekhao N., JaJa J., Mongeau L., Li-Jessen N.Y. // Supercomput. Front. Innov. 2017. V. 4. P. 68. DOI: 10.14529/jsfi170304.

Wang H., La Russa M., Qi L.S. CRISPR/Cas9 in Genome Editing and Beyond. Annual Review of Biochemistry. 2016. V. 85. P. 227. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-biochem-060815-014607.

Lanphier E., Urnov F., Haecker S-H., Werner M., Smolenski J. // Nature News Nature Publishing Group. 2015. V. 519. Iss. 7544.

Liang P., Xu Y., Zhang X. et al. // Protein Cell. 2015. V. 6. P. 363. DOI:10.1007/s13238-015-0153-5.

Burilina M.A. // Naukoyomkiye tekhnologii [High-end technology]. 2018. V. 19. No. 8. P. 35. DOI 10.18127/j19998465-201808-05.