Математично моделиране на инхибирането от мастни киселини при получаването на биогаз от глицерол



Дата18.09.2016
Размер186.13 Kb.
Биоматематика
Двудневен семинар-уъркшоп

26 и 27 май 2010

ИМИ-БАН (заседателната зала)

Абстракти/резюмета на докладите




МАТЕМАТИЧНО МОДЕЛИРАНЕ НА ИНХИБИРАНЕТО ОТ МАСТНИ КИСЕЛИНИ ПРИ ПОЛУЧАВАНЕТО НА БИОГАЗ ОТ ГЛИЦЕРОЛ
В. Бешков и Цв. Сапунджиев

Институт по инженерна химия, Българска академия на науките

1113 София

Получаването на биогаз при анаеробната ферментация на глицерин преминава през няколко последователни етапа: получаване на междинни продукти под формата на мастни киселини (пропионова и пр.), превръщането им в оцетна и следващо получаване на метан и въглероден диоксид, които образуват биогаза. Неудобство на този процес е бързото натрупване на мастните киселини, при което киселинността на средата значително се повишава и процесът на получаване на метан спира, като се усилва производството на въглероден диоксид.

В настоящата работа се изследват тези последователни биохимични процеси с помощта на математично моделиране и собствени експериментални данни. Математичният модел се състои от система обикновени диференциални уравнения, описващи кинетиката на получаване на биогаз и отчитащи включването на конкурентни механизми на преобразуване на междинните продукти във въглероден диоксид вместо в метан.

С помощта на моделирането и опитни данни е възможно да се прецени какви процеси протичат във ферментационната среда и да се вземат решения за избягването на нежеланото инхибиране на целевия процес.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНИ ИЗСЛЕДВАНИЯ И МОДЕЛИРАНЕ НА НЕПРЕКЪСНАТ ПРОЦЕС ЗА АНАЕРОБНО РАЗГРАЖДАНЕ НА ПОСТЕЛЯ ОТ БРОЙЛЕРИ

Е. Чорукова, И. Симеонов

Институт по микробиология, Българска академия на науките

Работата е насочена към експериментални изследвания и математическо моделиране на непрекъснат биотехнологичен процес за анаеробно разграждане на органични отпадъци от птича постеля в лабораторни условия. Разработени са два типа модели: първият е математически модел на основата на масовия баланс с променлива структура по отношение на един от добивните коефициент, вторият е с използване апарата на изкуствените невронни мрежи. Сравнителни изследвания на моделите показват, че и двата имат добра динамика и могат да бъдат използвани за прогнозиране на добива на биогаз и управление на процеса.



Brunovsky normal form of Monod kinetic models and applications in the control design of fed-batch cultivation processes
Yuri Pavlov
Centre of Biomedical Engineering “Prof. Ivan Daskalov”, Bulgarian Academy of Sciences 105,

Acad. G. Bonchev Str., ph: +359 2 979 3648, Sofia 1113, Bulgaria



Summary: In the paper is presented a control design for control and stabilization of the specific growth rate of fed-batch cultivation processes. This is a new direction for scientific investigations and applications in the sphere of the control of cultivation processes. The control design is based on Wang-Monod kinetic and on Wang-Yerusalimsky kinetic modes and their equivalent Brunovsky normal form. The control is written based on information of the growth rate. The criterion for determination of the “best” growth rate is a utility function evaluated by the utilization of human preferences.
Keywords: Fed-batch, Yerusalimsky model, Wang model, Brunovsky normal form, Optimal control, Cultivation process
Кой мести гликановия щит на HIV gp120 – биоинформатично приложение на взаимна информация в имунологията
Света Гаримала1, Томас Кийбер-Емънс1, Анастас Пашов2

1 University of Arkansas for Medical Sciences, Little Rock, AR, USA

2 Институт по Микробиология, БАН, София
Gp120/gp41 е главния протеин на обвивката на HIV, рецептор за човешки Т лимфоцити и прицелен антиген за инхибиращи антитела. Ефективността на имунния отговор срещу HIV e компрометирана от изключителната вариабелност на вируса, особено изразена при gp120. Имуногенността на спайка (gp120/gp41 тримери), освен това, е понижена от обилното гликозилиране. Въпреки че гликаните (въглехидратни молекули прикачени към gp120) са имунологично инертни, гъстотата им е необичайна и понякога оформят конформационни епитопи индуциращи инхибиторни антитела. Апсарагиновите и серин/треониновите остатъци на N-гликозилираните места (мотива NxS/T) мутират така често както и останалата част на молекулата, но общия им брой остава приблизително постоянен. Еволюционният натиск и за мутациите им, и за запазването на един „подвижен гликанов щит” се дължи вероятно, както на необходимост за структурна стабилност, така и на антитялов имунен отговор. Тези взаимно съвместими хипотези бяха адресирани чрез анализ на коеволюцията на отдените позиции на gp120 и по-специално на мотивите за гликозилиране. Мярката за коеволюция беше стойността на взаимната информация между всеки две позиции изчислена на базата на данни за 2614 секвенции на gp120 от клад C, достъпни от HIV база данни в Лос Аламос (http://www.hiv.lanl.gov). Основния проблем при определяне на структурна зависимост между две позиции посредством взаимна информация е силната зависимост от ентропията на всяка от позициите и филогенетичните връзки. Докато разглеждането на отделен клад HIV решава в голяма степен проблема с еволюционната зависимост, фонът, определен от ентропията, трябва да се изчисли и стойностите на взаимна информация да се коригират съответно. Не съществува консенсус за алгоритъма за изчисляване на този фон, но методът предложен от Dunn et al. (2008) е особено ефективен. Използвайки този подход, беше изчислена взаимната информация на всеки мотив за N-гликозилиране с всяка една от останалите позиции в секвенцията. Значими стойности бяха намерени за много малко двойки и по-скоро с позиции в непосредствено съседство. Резултатите са в съгласие с хипотезата, че зависимостта на мутациите в мотивите за N-гликозилиране от мутации в други позиции в секвенцията са редки и по-скоро от структурен, отколкото от имуно-адаптивен характер.

Автоматична обработка на свободен текст в биомедицината
Галя Ангелова, Секция за лингвистично моделиране (СЛМ), Институт по Паралелна Обработка на Информацията - БАН

Димитър Чаръкчиев, Университетска специализирана болница за активно лечение по ендокринология (УСБАЛЕ) “Акад. Ив. Пенчев”, Медицински университет - София
Докладът представя накратко областта “Biomedical NLP” (Biomedical Natural Language Processing), в която най-общо се цели автоматично извличане на факти от биомедицински текстове: научни публикации, записи на пациенти, медицински документи свързани с управлението и здравеопазването и т.н. Въпреки разнообразието на текстовете и решаваните приложни задачи, има класически подходи за идентифициране и извличане на факти, които ще бъдат споменати накратко в доклада.

Ще бъдат представени и два текущи проекта на СЛМ и УСБАЛЕ в областта: ЕВТИМА (“Ефективно търсене на концептуални шаблони с приложения в медицинската информатика”, финансиран от Фонд “Научни Изследвания” през 2009-2011) и PSIP+ (едногодишно разширение с български партньори на проекта PSIP “Patient Safety through Intelligent Procedures in Medication”, финансиран от Европейската комисия в 7РП от май 2010). В проекта ЕВТИМА се извличат факти за историята на заболяването и статуса на пациента от болнични записи на диабетно-болни, а в проекта PSIP+ - факти за приемани лекарства и числови стойности на клинични тестове и изследвания. Ще се обсъдят необходимите лингвистични ресурси (лексикони и граматически правила), които позволяват автоматичната обработка на български текст, както и трудностите за създаването им. Ще бъдат представени и необходими концептуални ресурси (номенклатури, класификации, семантични модели на предметната област), които правят възможно частичното “разбиране” на текста. Тези ресурси са в процес на начално създаване за българския език в двата проекта.



Обработка и извличане на признаци от медицински изображения в DICOM формат
докторант Симеон Антонов Стойков, ФМИ, СУ “Св. Климент Охридски”

Digital Imaging and Communication in Medicine (DICOM) e множество от средства за разглеждане, съхраняване, печатане, предаване на медицински изображения. DICOM е създаден от National Electrical Manufacturers Association (NEMA) да помага за разглеждането и разпространението на медицински изображения от компютърната томография, ядрено – магнитен резонанс, ултразвук и други медицински устройства. DICOM дава възможност да се интегрират скенери, сървъри, принтери, работни станции и мрежови компоненти от множество медицински заведения в единна система за съхранение на изображения и комуникацията им.

Към момента има налични голям брой реализации, които четат DICOM изображенията и правят различни операции върху тях. За съжаление обаче, по-голямата част от тях са скъпо платени, а друга част се разпространяват със скъпата медицинска апаратура. Софтуерните реализации, които са безплатни в повечето случаи са с ограничена функционалност и са не интуитивни за работа. Практически е нужно потребителите да използват повече от едно приложение за да постигнат задоволителни резултати при работата с медицински изображения. Нужно е да се проектира и реализира софтуерен продукт, които има за цел да преодолее гореспоменатите условия. Продукт снабден с най-често срещаните инструменти за манипулиране с DICOМ изображения и да има интуитивен потребителски интерфейс. С помощта на продукта да могат да се правят диагностични оценки върху изображенията. Също така ще бъде безплатен за употреба и достъпен за всеки.
Използвана литература:


  1. DICOM standard, NEMA

  2. DICOM Cookbook, Philips Medical Systems

  3. DICOM in a Nutshell, Philips Medical Systems

  4. Digital Imaging and Communications in Medicine(DICOM) – A practical Introduction and Survival Guide, Pianykh, Oleg S.

  5. A Linear-Time Component-Labeling Algorithm Using Contour Tracing Technique, Fu Chang, Chun-Jen Chen, and Chi-Jen Lu

  6. MicroDicom – free DICOM viewer, http://www.microdicom.com



МАТЕМАТИЧНИ МОДЕЛИ ПРИ МНОЖЕСТВЕНА СКЛЕРОЗА

Александър Св. Александров, ст.н.с. II ст., к.б.н. Институт по биофизика, БАН

Множествената склероза (МС, Multiple sclerosis, MS) е хронично възпалително заболяване, което поразява главния и гръбначния мозък при човека. Заболяването има разнообразни симптоми - проблеми със зрението, мускулна слабост, депресия, затруднения в координацията и речта. Болестта поразява невроните - клетките в главния и гръбначния мозък. Смята се, че множествената склероза се причинява от атака на имунната система на болния върху неговата нервна система и се категоризира като автоимунно заболяване. Името "множествена" описва разпространението на изменените нервни влакна във всички участъци на тялото. Мастен слой, наречен миелинова обвивка, обгражда и защитава невроните, което им помага да предават електрически сигнали. Миелиновата обвивка на аксоните действа като изолатор за преминаващите електрически импулси. Импулсите се провеждат скокообразно от едно прищъпване на Ranvier към следващото. Така се осигурява висока скорост на провеждане на нервните сигнали. При множествена склероза се развиват огнища на демиелинизация, наречени плаки. Този процес ангажира бялото мозъчно вещество като аксоните на нервните клетки са относително съхранени. Плаките на демиелинизация могат да се разполагат навсякъде. Съществуват различни схеми на лечение. Предпочита се приложението на големи дози във венозна инфузия всеки ден или през ден. Прилагат се интерферони от клас бета (интерферон-бета): интерферон-бета 1а (препаратите Avonex и Rebif) и интерферон-бета 1б (Betaferon). Интерфероните са имуномодулатори, които спират прекомерните реакции на имунната система и повишават устойчивостта на здравите клетки към вируси и така увеличават съпротивителните сили на организма.

През последните години се наблюдава повишен интерес към изучаване на множествената склероза чрез математично моделиране. Потвърждение на това е базата данни на PubMed в Интернет (http://www.ncbi.nih.gov/pubmed/). В редица публикации се предлагат математични модели, описващи различни етапи и параметри, характерни за множествената склероза. В модела на Esteban et al., (2007) фракталното измерение (fractal dimension – FD) е количествен параметър, който характеризира морфометричната нестабилност на сложен обект. Авторите намират, че при пациентите с МС има значително намаление на FD в цялото бяло вещество в мозъка, но в сравнение с това при здрави лица. Така, FD може да се ползва като полезен маркер за различни нарушения в ЦНС при пациенти с МС. Друг модел е изчислителният модел на Krishna et al. (2008) за оценка динамиката на лезиите в мозъка при МС чрез физическа мрежа. Последната съдържа два елемента: пространство за разпространение на патологични процеси, причиняващи нарушения и клетъчна смърт, водеща до дегенерация на неврона и генериране на тревожен сигнал от увредените клетки. Тези сигнали водят до активиране на програмирана клетъчна смърт (апоптоза). Моделът на Krishna et al., е в състояние да описва нарастваща лезия и задържане. Интересен е и моделът на Goodin (2009) за патогенезата на МС, който включва околната среда и генетичните фактори в причинна схема, която да обясни някои от последните промени в епидемиология на МС (например, увеличаване на болестите, както и регионалните различия в еднояйчни близнаци).



В заключение може да се каже, че математичното моделиране допълва експерименталното изследване при диагностициране на множествената склероза и спомага за разкриване на нови черти на това заболяване.

H - ОЦЕНЯВАНЕ НА СЪСТОЯНИЕТО И УПРАВЛЕНИЕ ЗА НЕЛИНЕЕН МОДЕЛ ОТ ВТОРИ РЕД НА АНАЕРОБНО РАЗГРАЖДАНЕ НА ОРГАНИЧНИ ОТПАДЪЦИ

Б. Калчев, Н. Христов, И. Симеонов, Институт по микробиология, БАН
Абстракт: H-подходът е приложен за синтез на алгоритъм за оценяване на състоянието и управление с обратна връзка по изхода въз основа на едновходов едноизходен нелинеен модел от втори ред на процес на анаеробно разграждане на органични отпадъци, подложен на случайни смущения с неизвестни характеристики. За целта моделът е линеаризиран предварително в околност на избрана стъпаловидна траектория на управляващия вход. Проведени са симулационни изследвания, които доказват перспективността на H-подхода.

Mathematics and Neurophysiology of Human Motion

Petko Kiriazov, Институт по механика, БАН
Motion control of articulated structures such as humans is challenging due to the great number of joints and muscles and the complex multibody and actuator dynamics. A very important question is how that large-scale musculo-skeletal systems are controlled in dynamic motion tasks like reaching movements, standing-up, or running. In our study, a conceptual framework for dynamics-based control design in constrained and unconstrained (voluntary) motion tasks is developed.
    In voluntary, ballistic-like movements, it is natural to assume that such movements are controlled in an open-loop manner. The performance indices are the positioning  error, the movement execution time and the energy expenditure. Our control learning approach has the following features: a) existence of feasible solutions can be guaranteed; b) motion synthesis done with as small as possible number of decision parameters; c) the optimization procedure converges with minimum number of trials.
    Feedback controllers are to be applied in case of constrained motion, e.g., for posture or trajectory tracking stabilization. We propose a method for designing decentralized sliding-mode controllers with maximum degree of robustness. It is based on explicitly defined design relations that present optimal trade-offs between bounds of model uncertainties (and external disturbances) and control force limits.
    Several examples will be given in order to illustrate the proposed  control concepts and what mathematics is used.

Optimization of Interactions in Protein-Ligand Complexes
using AMMOS Free Software




Dessislava Jereva а, Tania Pencheva b, Ilza Pajeva b


a Sofia University,

b Centre of Biomedical Engineering, Bulgarian Academy of Sciences
We have developed an open-source software tool AMMOS (Automated Molecular Mechanics Optimization tool for in silico Screening) for structural refinement of compound collections and energy minimization of protein-ligand complexes in virtual ligand screening [1]. It performs an automatic minimization of protein-ligand complexes, based on molecular mechanics, at five levels of the protein receptor flexibility: 1) all protein atoms can move; 2) only the atoms of protein side chains can move; 3) only the protein atoms inside a sphere around the ligand can move; 4) only the atoms of the protein side chains inside a sphere around the ligand can move; 5) the whole protein is rigid. AMMOS has been shown to improve the enrichment after docking allowing 40 to 60% of the initially added active compounds to be found in the top 3% to 5% of the entire compound collection.
In this work we report on some preliminary results aiming at further validation of AMMOS. Different flexibility cases have been run for protein-ligand complexes and analysis of protein-ligand interactions has been performed using the Ligand Interaction Application module in MOE [2]. The poses in the X-ray protein-ligand complexes, the docked poses and those obtained after AMMOS optimization have been compared. The results show that AMMOS allows refinement of the protein-ligand interactions and, depending on the level of flexibility, restores the interactions identified in the experimental structures to a different extent.
Acknowledgements

We acknowledge the support from the City Hall of Paris and the National Science Fund of Bulgaria (grants No. DTK02/58 and No. RNF01/0110).


References


  1. Pencheva T., D. Lagorce, I. Pajeva, Br. Villoutreix, M. Miteva, AMMOS: Automated Molecular Mechanics Optimization Tool for in silico Screening, BMC Bioinformatics, 2008, 9:438.

  2. MOE, Chemical Computing Group Inc., Montreal, http://www.chemcomp.com.



Fuzzy Mathematical Morphology Approach for Biometric Data Processing
Antony Popov

St. Kliment Ohridski University of Sofia, Faculty of Mathematics and Informatics,


Recognition systems based on biometrics (face, hand shape, fingerprint, iris) have been shown as a precious tool for law enforcement, forensics and recently in commercial use. Biometric systems for person identification comprise components as data acquisition and preprocessing, feature extraction and coding and computation of reference data and validation. The systems compare an actual recorded characteristic of a person with a pre-registered characteristic of the same or another person. For instance fingerprints are useful because of their well known properties of distinctiveness and persistence over time. However, owing to skin conditions or incorrect finger pressure, original fingerprint images always contain noise. In our work we show that mathematical morphology (a geometric and topology approach in image processing) such as the usage of Bezier curve approximation might clear much of the noise and highlight the essential features. Mathematical morphology is based on the theory of complete lattices, so it can be applied to binary or grey-scale images treated naturally as fuzzy sets, which gives efficient tools for noise cleaning as mentioned above.


For security purposes it is clear that when tracking a person it is of most importance to locate the face. This problem is complicated because of the influence of some features like beard, glasses, moustaches, environment factors (lighting conditions, background, etc.) and the fact that human face varies in colour, size, age. Thus we should find plausible features for face detection. Fuzzy mathematical morphology has been used successfully to find such features – skin colour and eyebrow location. Fuzzy Hit-or-Miss Transform (FHMT) finds efficiently the right eyebrow pattern for most of the cases of face of people from White and Asian races and do this correctly as for bright, as well as for dark coloured eyebrows. However, some problems for faces of people from Black race appear.
The human iris has also been used in automated recognition systems, as well as others biometrics, for verification and identification purposes. Since its characteristics are unique to each individual and stable with age, the iris has a great potential use in the biometric noninvasive evaluation. The process of automated iris recognition basically includes the acquisition of the image, the localization of the region of interest (limbus and pupil), the extraction and the matching of patterns eliminating noise caused by reflection and other artefacts. To do this grey-scale operations like closing by reconstruction top-hat, structural and area opening and FHMT operations are performed. Thus we demonstrate the efficiency of morphological approach to essential biometric tasks.

КОМПЮТЪРНА МОНТЕ КАРЛО СИМУЛАЦИЯ НА ОБЛЪЧВАНЕ НА РАК НА ПИКОЧЕН МЕХУР С ТЕЖКИ ЙОНИ
Добрина Борисова и Ана Пройкова

Физически Факултет, Софииски Университет “Св. Климент Охридски”


Tерапията с тежки йони е един от най-перспективните методи за лечение в медицината. Основно предимство се оказва фактът, че йоните сравнително слабо нарушават цялостта на заобикалящата тъкан, а третират главно туморната тъкан. Това позволява използването на по-големи дози, отколкото при методи за лечение с рентгенови лъчи, електронни и мюонни снопове. Възниква неоходимост от по-прецизно фокусиране на йонния сноп върху мястото, където се намира туморът. Фокусировката може да бъде постигната с помощта на компютърни симулации. В настоящата работа представяме резултатите от симулация на фокусирането на сноп от 14C с първоначална енергия от 400 MeV в пикочен мехур, в който се намира тумор в първоначална фаза на развитие. Пресмятанията са извършени с метод Монте Карло, реализиран в програмата SRIM (The Stopping and Range of Ions in Matter), разработена от Зиглер и колектив, която съдържа богата база от данни за биологични материали.



Optimization of molecular clusters configurations using a Genetic Algorithm
Стоян Писов stoyan@mc.phys.uni-sofia.bg , Ana Proykova anap@phys.uni-sofia.bg

Физически Факултет, Софииски Университет “Св. Климент Охридски”



We present a genetic algorithm developed (GA) to optimize molecular AF6 cluster configurations with respect to their energy. The method is based on the Darvin’s evolutionary theory: structures with lowest energies survive in a system of fixed number of clusters. Two existing structures from a given population are combined in a special way to produce a new structure (child) which is kept if its energy is lower than the highest energy in the ensemble. To keep the population constant we reject the structure with the highest energy. This algorithm gives a better result than the optimization techniques used previously. Using the GA we have found a new structure corresponding to the (seemingly) global minimum. The most important result is that the new structure is detected only if the molecular cluster contains more than a critical number of molecules.

ACD Approach to Optimal Control of Mixed Culture Cultivation for PHB Production Process
Petia Koprinkova-Hristova,, Institute of Control and System Research, Bulgarian Academy of Sciences

In the present paper a neural network approach called “Adaptive Critic Design” (ACD) was applied to synthesis of optimal time profiles of the three main substrates (sugar, nitrogen source and dissolved oxygen) for PHB production process. The approach is called also heuristic dynamic programming (HDP) because it is attempt to approximate the dynamic programming in forward manner in order to be able to apply it further in on-line control scheme.
Index Terms¾ Adaptive critic design, Heuristic dynamic programming, PHB production process

Реализация на метода на резултантите в пакета BifTools за намиране на бифуркации на Хопф
Милен Борисов, Нели Димитрова, IMI-BAS
Системите за компютърна алгебра представляват естествена среда за изучаването на динамични системи, зависещи от параметър. Основната цел на такъв вид изследвания е да се редуцира и опрости първоначалната система до топологичната й нормална форма. Първата стъпка на такъв вид изследвания е пресмятането на бифуркационните равновесни точки на системата. Един от методите за пресмятането им е методът на резултантите, който пресмята двойка централно-симетрични нули на полином с реални коефициенти. В контекста на теория на бифуркациите, този метод е особено подходящ за откриване и намиране както на еднопараметричните бифуркации на Хопф, така и на бифуркации с по-висока ко-размерност (зависещи от два и повече параметъра). Методът на резултантите е реализиран програмно в СКА Maple и вграден в пакета BifTools. Приложен е при изследване на модели на биопроцеси.


AnatOntoMerger – a system for computer-aided merging of anatomical ontologies
Peter Petrov1, Milko Krachounov1, Jack Leunissen2, Antony Popov1, Dimitar Vassilev3

1 Faculty of Mathematics and Informatics, Sofia University “St. Kliment Ohridski”,

2 Laboratory of Bioinformatics, Wageningen University, The Netherlands

3 Bioinormatics Group, Agro Bio Institute, Sofia, Bulgaria
Anatomical Ontologies of various species are nowadays available both in the scientific literature and (mostly) on the web. Such ontologies typically contain several thousand terms and relations (normally below 10,000 of each) but often the semantics employed in them is enormous in scale. Having species-specific anatomical ontologies (SSAO) is valuable when it comes to text (literature) searching or mining in the context of a particular species. But these ontologies do not have the necessary means to aid researchers when doing various cross-species text (literature) searches or to help them design new experiments with other species (different than those referred to in the particular species-specific ontology). Often though, the experimental results about particular species A (e.g. mouse) may be more general and thus applicable to other species B (e.g. rat), or at least provide valuable insights as to what experiments may be devised when designing lab-based experiments to be performed with the species B (rat in our example).

This is where the process of merging anatomical ontologies comes into use. To merge two or more anatomical (source) ontologies basically means: 1. to draw cross-species edges between the DAGs representing their ontologies (DAG – directed acyclic graph); 2. to merge nodes and edges from the two source ontologies and to promote them to a more general model (again an ontology) thus generating as a result a new ontology (super-ontology or target ontology). The only requirement for the super-ontology is that it makes sense from the points of view of both source (input) species-specific ontologies.

The requirement to make sense and the models employed (ontologies, graphs, DAGs) makes that task a typical Artificial Intelligence (AI) with certain Information Retrieval (IR) features. For solving that task an intelligent software system for merging two (or more) source anatomical ontologies into a generic super-ontology has to be designed and implemented. The working title of our software system is AnatOntoMerger (abbreviation from Anatomical Ontologies Merger) and its main module is based on two novel models designed to bridge the gap between the two source ontologies and an original automation procedure proposed by the authors for merging the source anatomical ontologies into a more general super-ontology.

Additional modules of the software system include but may not be limited to:

• Communications module interrogating (querying) external structured anatomical knowledge sources like UMLS, FMA, WordNet, GO. The data obtained by data module will be used to extend and enrich the knowledge incorporated into two source ontologies and to aid the automated process of merging them.

• Visualization module allowing the user to easily navigate through the super-ontology as well as visualize its links to the two (or more) source ontologies.

• Searching (mining) module providing capabilities for performing intelligent text searches or text mining into various external unstructured (natural language based) knowledge resources (scientific literature, the web) using the richness of the generated super-ontology model. The results of those searches is the main practical value brought by AnatOntoMerger and aims to help researchers in finding scientific results already published by others which may help them extrapolating the results obtained by their own experiments or help them design new experiments to perform on their own.


MD simulations of the interactions of human IFN-gamma
Leandar Litov

Физически Факултет, Софииски Университет “Св. Климент Охридски”

One of the principal tools in the theoretical study of biological molecules is the method of molecular dynamics simulations. We give a brief overview of this method and its implementation. As an example, the results of the MD simulations of the interaction of human interferon-gamma with both its known ligands (its extracellular receptor and heparin derived oligosaccharides) are presented. These simulations shed light on the importance of the electric charge, localized in its unstructured C-termini, in the interactions. The proper treatment of the periodic boundary conditions is discussed.


МД симулации на мутантни форми на човешки гама-интерферон
Елена Лилкова

Физически Факултет, Софииски Университет “Св. Климент Охридски”

Представени са изследвания на промените в тримерната структура на човешки интерферон гама, предизвикани от мутации на три аминокиселинни остатъка от неговата молекула, с помощта на методите на молекулната динамика. Целта на изследванията е идентифицирането на подходяща мутантна форма на този белтък, която да е в състояние да се свързва с клетъчния му рецептор, но да не предизвиква биологична реакция в клетката. Анализът обхваща сто мутанта и е проведен на 512 изчислителни ядра на суперкомпютъра IBM BlueGene/P.

Изследване на свързването на биологични молекули с DOCK 6
Дамян Грънчаров

Физически Факултет, Софииски Университет “Св. Климент Охридски”

Докинг е метод за предсказване на свързването на две молекули на базата на техни геометрични характеристики. В него са включени алгоритъм за обхождане на ориентационното пространство в търсене на подходящи взаимна ориентации на молекулите и алгоритъм за оценка на възможността за свързване на всяка ориентация. Докингът е подходящ за търсене на инхибитори на известни протеини, изследване на протеинови и протеин-ДНК комплекси и др. Ще бъдат представени резултати от изследването с DOCK 6 на ензима циклооксигеназа и неговите инхибитори, проведено на 128 изчислителни ядра на суперкомпютъра IBM BlueGene/P.
State Estimation And Adaptive control for PHB production
Silviya Borisova Popova

Bulgarian Academy of Sciences, Institute of Control and System Research


New procedures for state estimation and for adaptive control design of PHB production by mixed culture are proposed. They consist of analytical derivation of the control low and estimation from unstructured model of the process. The process information includes on-line measurements of glucose and lactate concentrations in the reactor as well as unstructured model coefficients. A cultivation model of mixed culture system is used for cells and NH3 concentrations estimation. The proposed adaptive control investigation is an application for stabilization of lactate concentration at the optimal value with appropriate manipulation of glucose feed rate. Applicability of the proposed procedure is demonstrated by simulation investigations of open-loop control scheme. The control input - glucose feed rate is calculated using proposed control low.



List of participants & e-mail addresses:

Biotechnological processes & bioreactors

В. Бешков, Цв. Сапунджиев, Институт по инженерна химия, Българска академия на науките

1113 София, E-mail: <bioreac@bas.bg>

МАТЕМАТИЧНО МОДЕЛИРАНЕ НА ИНХИБИРАНЕТО ОТ МАСТНИ КИСЕЛИНИ ПРИ ПОЛУЧАВАНЕТО НА БИОГАЗ ОТ ГЛИЦЕРОЛ

Е. Чорукова, И. Симеонов, Институт по микробиология, Българска академия на науките, 1113 София, E-mail: elena@microbio.bas.bg, issim@microbio.bas.bg

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНИ ИЗСЛЕДВАНИЯ И МОДЕЛИРАНЕ НА НЕПРЕКЪСНАТ ПРОЦЕС ЗА АНАЕРОБНО РАЗГРАЖДАНЕ НА ПОСТЕЛЯ ОТ БРОЙЛЕРИ

Б. Калчев, Н. Христов, И. Симеонов, Институт по микробиология, БАН

E-mail: b kalchev boyko_kalchev@yahoo.com, issim@microbio.bas.bg

H - ОЦЕНЯВАНЕ НА СЪСТОЯНИЕТО И УПРАВЛЕНИЕ ЗА НЕЛИНЕЕН МОДЕЛ ОТ ВТОРИ РЕД НА АНАЕРОБНО РАЗГРАЖДАНЕ НА ОРГАНИЧНИ ОТПАДЪЦИ

Yuri Pavlov, Centre of Biomedical Engineering “Prof. Ivan Daskalov”, Bulgarian Academy of Sciences 105, Acad. G. Bonchev Str., ph: +359 2 979 3648, Sofia 1113,

E-mail: yupavlov@clbme.bas.bg, yupavlov14@hotmail.com
Brunovsky normal form of Monod kinetic models and applications in the control design of fed-batch cultivation processes

Petia Koprinkova-Hristova, Петя Копринкова-Христова

Институт по Управление и Системни ИзследванияACD Approach to Optimal Control of Mixed Culture Cultivation for PHB Production Process

E-mail: "Petia Koprinkova" <pkoprinkova@icsr.bas.bg>

Plamena Zlateva, Институт по Управление и Системни Изследвания, БАН:

"Sravnyavane kinetichnite parametri na daden shtam pri biodegradacia na

razlichni substrati".

e-mail: Plamena Zlateva <plamzlateva@abv.bg>


Милен Борисов, Нели Димитрова, IMI-BAS , Реализация на метода на резултантите в пакета BifTools за намиране на бифуркации на Хопф

e-mail: nelid@bio.bas.bg
Silviya Borisova Popova, Bulgarian Academy of Sciences, Institute of Control and System Research

State Estimation And Adaptive control for PHB production

e-mail popova@icsr.bas.bg \
Михаил Кръстанов, Нели Димитрова, ИМИ–БАН

Nonlinear Adaptive Stabilizing Control of a Bioreactor Model with Unknown Kinetics

e-mail : krast@bio.bas.bg


Bioinformatics

Анастас Пашов, Институт по Микробиология, БАН, София,

E-mail: Anastas Pashov ansts@yahoo.com

Кой мести гликановия щит на HIV gp120 – биоинформатично приложение на взаимна информация в имунологията

Галя Ангелова, Секция за лингвистично моделиране (СЛМ), Институт по Паралелна Обработка на Информацията - БАН

E-mail: galja@lml.bas.bg

Автоматична обработка на свободен текст в биомедицината

Antony Popov, St. Kliment Ohridski University of Sofia, Faculty of Mathematics and Informatics,

Fuzzy Mathematical Morphology Approach for Biometric Data Processing

e-mail: atpopov@fmi.uni-sofia.bg

Peter Petrov1, Milko Krachounov1, Jack Leunissen2, Antony Popov1, Dimitar Vassilev3*



1 Faculty of Mathematics and Informatics, Sofia University “St. Kliment Ohridski”, Bulgaria

2 Laboratory of Bioinformatics, Wageningen University, The Netherlands

3 Bioinormatics Group, Agro Bio Institute, Sofia, Bulgaria

AnatOntoMerger – a system for computer-aided merging of anatomical ontologies



  • corresponding author : jim6329@gmail.com

e-mail: Peter Petrov <p_a_petrov@yahoo.com>


Симеон Антонов Стойков, докторант, ФМИ, СУ “Св. Климент Охридски”

Обработка и извличане на признаци от медицински изображения в DICOM формат

E-mail: Simeon Antonov simeon@microdicom.com

Dessislava Jereva, Tania Pencheva, Ilza Pajeva , Sofia University,


Centre of Biomedical Engineering, Bulgarian Academy of Sciences,
Optimization of Interactions in Protein-Ligand Complexes using AMMOS Free Software

E-mail: Tania Pencheva <tania.pencheva@clbme.bas.bg>

Biomechanics & biophysics

Александър Св. Александров, Институт по биофизика, Българска Академия на Науките МАТЕМАТИЧНИ МОДЕЛИ ПРИ МНОЖЕСТВЕНА СКЛЕРОЗА

E-mail: Alexander Alexandrov <asalexandrov@abv.bg>
Petko Kiriazov, Институт по механика, Българска Академия на Науките, Mathematics and Neurophysiology of Human Motion

E-mail: Petko Kiriazov <kiriazov@imbm.bas.bg>


Добрина Борисова и Ана Пройкова, Физически Факултет, Софииски Университет “Св. Климент Охридски”,

КОМПЮТЪРНА МОНТЕ КАРЛО СИМУЛАЦИЯ НА ОБЛЪЧВАНЕ НА РАК НА ПИКОЧЕН МЕХУР С ТЕЖКИ ЙОНИ

e-mail: dobrina@mc.phys.uni-sofia.bg ; anap@phys.uni-sofia.bg

Стоян Писов, Физически Факултет, Софииски Университет “Св. Климент Охридски”

Optimization of molecular clusters configurations using a Genetic Algorithm:

e-mail: stoyan@mc.phys.uni-sofia.bg , Ana Proykova anap@phys.uni-sofia.bg


Nadja Antonova, Institute of Mechanics, Department of “Biodynamics and Biorheology”, Hemorheological disturbances in cerebrovascular disease



e-mail: "N. Antonova" antonova@imbm.bas.bg
Ivan Dimov, Анализ и чувствителност за големи математически модели


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница