Desenvolvimento de um framework para a modelagem e a simulação de redes regulatórias genéticas usando sistema multiagente (FMAS-GENERE)
Autor: Nilzair Barreto Agostinho (Currículo Lattes)
Resumo
Os sistemas biológicos são altamente complexos e a sua separação em partes individuais torna tratável seu estudo. A representação de sistemas biológicos como Redes Regulatórias Genéticas (Genetic Regulatory Networks - GRN) que formam um mapa das interações entre as moléculas num organismo é uma maneira padrão de representar essa complexidade biológica. As GRN são compostas de genes que podem ser apenas modulados por outros genes ou traduzidos em fatores de transcrição, que por sua vez regulam outros genes. Os cientistas trabalharam na inferência e representação de GRNs. Para fins de simulação e inferência, muitos modelos matemáticos e algorítmicos diferentes foram adotados para representar as GRN nos últimos anos. Entre esses métodos, é formulada a hipótese de que os Sistemas Multiagente (MAS - Multi-Agent System) foram pouco explorados. Neste trabalho, apresenta-se os esforços, trabalhos e resultados no desenvolvimento de uma ferramenta para modelagem e simulação de GRN usando MAS. Para tal, é proposto um MAS composto por agentes que imitam os processos bioquímicos de regulação de genes. A ferramenta foi desenvolvida em etapas, de forma que seu desenvolvimento foi evoluindo e cada uma das versões foi validada de forma diferente, até ter o modelo final. Primeiramente, foi validado através da comparação com os resultados da teoria de Michaelis e Menten. Em seguida, através da comparação com Modelo de Uri Alonn (baseado em motifs). Finalmente, a ferramenta foi concluída e validada através do estudo de caso da planta Arabidopisis Thaliana. Esta versão mostra-se flexível para realizar simulações de GRNs de acordo com as configurações estabelecidas nos arquivos arquivos de entrada e assim oferecer a autonomia e a pró-atividade característica dos MAS ao simular GRNs genéricas. Sendo assim, apesar de serem usados estudos de casos para validação de cada uma das etapas de desenvolvimento, o modelo desenvolvido é capaz de realizar simulações de GRNs diversas e genéricas, por meio da configuração/parametrização dos arquivos de entrada na forma das estruturas de motifs.