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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Verificação probabilística de modelos para modelagem e análise de interações de toxinas com sistemas de transporte transmembrânico de íons = Probabilistic Model Checking for modeling and analysis of toxins interactions with transmembrane ionic transport systems
Authors: Fernando Augusto Fernandes Braz
First Advisor: Sergio Vale Aguiar Campos
First Co-advisor: Alessandra Conceicao Faria Aguiar Campos
First Referee: Antonio Carlos Guimaraes de Almeida
Second Referee: Mark Alan Junho Song
Abstract: Verificação de modelos probabilísticos (do inglês Probabilistic Model Checking, ou PMC) é uma técnica que tem sido amplamente utilizada para especificação e análise de sistemas que apresentam características não-determinística, estocásticas e dinâmicas. Essa técnica pode ser diretamente aplicada a sistemas biológicos que apresentam essas características, onde eventos tais como reações químicas ocorrem simultaneamente, disparando outros eventos, e geralmente de forma aleatória. PMC consiste em verificar de forma exaustiva e automática se um sistema modelado formalmente respeita um conjunto de propriedades lógicas descritas em lógicas probabilísticas. Nessa dissertação, é proposto o uso de PMC para modelar e analisar a influência de toxinas tais como a palitoxina em sistemas de transporte transmembrânico de íons, estruturas celulares responsáveis por transportar íons através da membrana plasmática, cujo funcionamento perfeito é necessário para a saúde de um indivíduo, caso contrário o mesmo pode ser colocado em risco, e doenças podem se apresentar.
Abstract: Probabilistic Model Checking (PMC) is a formal verification technique to model and analyze stochastic systems. It can be applied directly to biological systems which present stochastic behavior, including transmembrane ionic transport systems. These systems are responsible for exchanging ions across the cell membrane and participate in several biological processes, such as heart muscle contraction. In this work we have modeled and analyzed four different PMC models of the sodium-potassium-pump, a transport system, and its interactions with a toxin called palytoxin (PTX). This toxin completely disrupts the behavior of the pump. Our models have suggested different results, such as that high concentrations of cell energy (ATP) and sodium inhibit PTX action, while potassium enhances it. This type of analysis can provide a better understanding of cell transport systems behavior, being complementary to approaches such as simulations, and can lead to the discovery and development of drugs.
Subject: Modelagem de informações
Computação
Sistemas de recuperação da informação Biologia
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/ESBF-97GPXM
Issue Date: 15-Mar-2013
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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