Математика биологических переключателей

[lavmax]

Великолепная статья, спасибо!
А кто такой САР? По смыслу похоже на лактозный репрессор, но аббревиатуру расшифровать сходу не получилось :)

[HellMaus]

CAP — Catabolic activator protein, катаболический активатор. Через него обрабатывается сигнал голодания (цАМФ). Поправлю в тексте, спасибо!

[lavmax]

ОК, теперь понял.

[alex_vesna]

Вопрос утопичный, но всё же…

Вот возьмем и заменим все биохимические элементы из статьи, на схожие из области микроконтроллеров, и подобных тем… Ну скажем пусть будет не знаю, PID для пространственного положения, он немного сложнее подобной системы, но вполне сопоставим. Предположим вы пишете код, для того что бы всё работало примерно так же как всё описано в статье… Оцените трудозатраты с нуля, на подобный законченный код, и «умственные усилия» потребные на его написание.

А теперь собственно вопрос: КАК система без разума, чисто хаотическим тыком, создает системы подобной(Я молчу про организмы в целом) сложности, как бы само собой???

Оговорюсь что любые идеи на тему инопланетян и богов, — ИМХО бред. даже не желаю рассматривать, и каменты в этих ключах, — неуместны.

[QDeathNick]

Ну не хаотический тык же, а упорядоченный и плавный. PID же тоже не сразу появился, эволюционировал.

[HellMaus]

Я планировал написать об этом еще через две статьи. Потерпите немного.

[Sormovich]

КАК?
1) Попытки написать симулятор клетки уже есть:
http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/uchenye-rabotayut-nad-sozdaniem-pervoi-trekhmernoi-modeli-zhivoi-kletki

2) Либо «Разум» всё же есть, как считает Андрей Николаевский. Пусть даже как гигантская программа:
http://newfiz.narod.ru/nikol/index1.html

[HellMaus]

С этим симулятором клетки есть две проблемы. Во-первых, если всерьез пытаться моделировать сразу много уровней биологической организации (от молекул до клетки, как у них), вычислительной мощности современных суперкомпьютеров не хватит где-то на двадцать-тридцать порядков. Во-вторых, для такой модели (и я об этом планирую писать) нужны миллиарды параметров взаимодействия молекул — каждого вещества с каждым, и не только попарные. Чтобы экспериментально измерить их все, не хватит армии в миллион китайских лаборантов

[Sormovich]

Согласен. Даже кластерные технологии не вытягивают. Тут либо уповать на то, что «дожмут» квантовый компьютер. Либо создадут хороший алгоритм «глубокого машинного обучения». Судя по всему, даже аналог SETI не вытянет такую задачу. Но вот что интересно: каждый уровень в биологии самоподдерживается посредством ОС (обратная связь). То есть саморегулируется. И очень жёстко. Интересно об этом у Загускина. С.Л. То есть, можно как то воздействовать на уровни организма, управляя им (в сторону выздоровления). Неплохо бы в сторону принудительной регенерации.
«Ритмы клетки и здоровье человека»

https://www.youtube.com/watch?v=wiM_zYiQ_N4

http://www.biophys.ru/lib/books/sci-books/419-zaguskin-2010

[lavmax]

Вам никогда не хотелось сделать свою клетку. Какой-нибудь простой автомат: мембрана + 2-3 оперона + такие вот регуляторы + минимальные сопутствующие механизмы. И заставить ее делать что-то, реагировать на что-то или производить что-то? Насколько это вообще реально при текущем уровне науки?

[HellMaus]

Вы имеете в виду реальную «мокрую» клетку или компьютерную модель?
В случае реальной клетки для работы любого оперона нужно:
1) система синтеза белков — рибосома с ее обвязкой (под 100 белков)
2) система транскрипции — РНК-полимераза и ее вспомогательные белки (еще десяток)
3) системы энергообеспечения, мембранного транспорта и еще кое-что по мелочи
На круг выходит, что минимальная клетка, которая может жить в пробирке — это 300-400 белков. У Крейга Вентера при выкидывании генов из микоплазмы примерно столько и получилось.