Univerza na Primorskem Fakulteta za matematiko, naravoslovje in informacijske tehnologije
Več informacij o projektu / More info about the project
Vsebina projekta / Project content
SLO
Glavni cilj tega projekta je nadaljnji razvoj obstoječih matematičnih modelov za samosestavljanje nanostruktur in tudi kreiranje novih modelov. Za izdelavo teh modelov bomo na veliko uporabljali praporne grafe in rezultate iz topološke teorije grafov. S tem bo vzpostavljena močnejša povezava med topološko teorijo grafov in sintetično biologijo. Vse to bo implementirano v obliki uporabniku prijazne in dobro dokumentirane knjižnice za Python oz. SageMath, kar bo raziskovalcem omogočilo izvajanje poskusov “in silico”. V to programsko knjižnico bodo vključene nove podatkovne strukture in algoritmi, ki bodo razviti za ta namen. Pričujoča programska knjižnica bo uporabljena za reševanje več praktičnih problemov samosestavljanja v sintetični biologiji s čimer bomo prikazali njeno uporabno vrednost. Za (računsko intenzivne) enumeracije strogih obhodov na velikih poliedrih, ki doslej niso bile mogoče, bodo razviti vzporedni algoritmi, ki jih bomo poganjali na večprocesorskih sistemih in računalniških gručah. Obravnavali bomo tudi ravninske samosestavljive nanostrukture z vidika matematične teorije tlakovanj. Matematična orodja in programska oprema, ki bosta razviti pri tem projektu, bosta imeli neposredne aplikacije na področju sintetične biologije.
ANG
The main goal of this project is to further develop existing mathematical models for selfassembly of nanostructures and also create new ones. In particular, we will make heavy use of flag graphs and results from topological graph theory to produce those models. A stronger link between topological graph theory and synthetic biology will be established. All this will be implemented in the form of a user-friendly well-documented library for Python and/or SageMath, which will enable researchers to do various “in silico” experiments. New data structures and algorithms will be developed and incorporated in this software library. This software library will be used to solve several practical self-assembly problems in synthetic biology to demonstrate its usability. Parallelisable algorithms will be developed to enable (computationally intensive) enumerations of strong traces of large polyhedra on multiprocessor systems and computer clusters, which was not possible so far. We will also consider self-assembly of planar nanostructures from the viewpoint of mathematical theory of tilings. The mathematics and software that will be developed will have direct applications in the area of synthetic biology.