Projekt kategóriák:
Konzorciumvezető: UNIVERZA V MARIBORU
Konzorciumi partnerek: UNIVERZA V MARIBORU, CENTER ZA UPORABNO MATEMATIKO IN TEORETICNO FIZ, BUDAPESTI MUSZAKI ES GAZDASAGTUDOMANYI EGYETE, CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE, Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, SICHUAN UNIVERSITY, Board of Trustees of Northern Illinois University, MEDIZINISCHE UNIVERSITAET WIEN, PIRI REIS UNIVERSITESI, YEDITEPE UNIVERSITY VAKIF, UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA, UNIVERSIDADE DE SAO PAULO, SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY
Projekt azonosítószáma: HORIZON-MSCA-2023-SE-01-01-101183111
Megítélt támogatás: 326000 EUR
Támogatás mértéke: 90%
A konzorciumvezető támogatási összege: 46000 EUR
Óbudai Egyetem támogatási összege: 17 710 000 HUF
Megvalósítás időtartama: 2024.09.01-2028.08.31.
Projekt rövid összefoglalója
A projekt célja a dinamikus rendszerek elméletének fejlesztése és annak alkalmazása biokémiai reakcióhálózatokban, amelyekkel a való világban megfigyelhető folyamatok viselkedését modellezzük és értelmezzük. Ezen rendszerek elemzése során különös figyelmet fordítunk a stabilitás és multistabilitás, valamint a bifurkációs jelenségek vizsgálatára, mivel ezek kulcsfontosságú szerepet játszanak különböző tudományterületeken, kiemelten a biomedicínában és a biokémiai alkalmazásokban. A multistabilitás által lehetővé válik, hogy egy rendszer több különböző stabil állapotban létezhessen; ennek elemzése alapvető jelentőségű a biokémiai és biológiai rendszerek szempontjából.
A biokémiai reakcióhálózatok különösen érdekesek, mivel sok esetben ezek a rendszerek mutatják a multistabilitás, az instabilitás és a bifurkációs jelenségek kombinációját, amelyek összetett viselkedést eredményeznek. Ez kiemelten fontos például az élettani modellezés és terápiaoptimalizálás szempontjából. A biokémai reakcióhálózatok megfelelő matematikai és számítási módszerekkel történő elemzésével jobban megérthető ezen rendszerek viselkedése és előre jelezhetők a várható dinamika alapján bekövetkező változások.
A projekt keretében egyaránt használunk szimbolikus és numerikus számítási módszereket is. A szimbolikus számítások segítségével pontosan leírhatók a hálózatok stabilitásának kritikus pontjai és bifurkációi, míg a numerikus módszerek lehetőséget adnak a nagy méretű és komplex rendszerek számítógépes szimulációjára és elemzésére. Az ilyen szimulációk révén a kutatók részletesen elemezhetik a rendszerek viselkedését, és azonosíthatják a különböző paraméterek hatását a hálózat dinamikájára. Ezen kívül a kutatás során fejlesztett algoritmusok és számítási módszerek nyílt forráskódú szoftvereszközök formájában kerülnek publikálásra, hogy a tudományos közösség és az ipar is profitálhasson az eredményekből.
A projekt nem csupán elméleti jelentőséggel bír, hanem gyakorlati szempontból is komoly hozzájárulást nyújt. Az egyik fő célkitűzés, hogy a biokémiai hálózatok viselkedésének jobb megértése révén javítsuk a biomedicina területén a tervezést, különösen a gyógyszerfejlesztés és az élettani szabályozási területén. Az ilyen rendszerek viselkedésének pontosabb elemzése lehetővé teszi az új gyógyszerek hatásmechanizmusainak modellezését, valamint a terápiás protokollok optimalizálását. Emellett a kutatás eredményei hozzájárulhatnak a fenntartható technológiák fejlesztéséhez, például az ipari biotechnológia és a környezeti biokémia területén, ahol a kémiai reakcióhálózatok pontos irányítása kritikus fontosságú lehet.
A projekt multidiszciplináris megközelítést alkalmaz, amelyben matematikai, orvosi, biokémiai és mérnöki tudományok szakértői működnek együtt. Ez az interdiszciplinaritás kulcsfontosságú a projekt sikeréhez, mivel a dinamikus rendszerek és biokémiai hálózatok viselkedésének elemzése összetett feladat, amely számos különböző tudományterület integrálását igényli. A projekt keretében a különböző tudományterületekről érkező kutatók szorosan együttműködnek annak érdekében, hogy átfogó megoldásokat találjanak a biokémiai rendszerek viselkedésének elemzésére.
A kutatás során külön figyelmet fordítunk a fenntartható és környezettudatos megoldásokra is, amelyek csökkentik a kémiai folyamatok környezetre gyakorolt negatív hatását. A projekt egyik fontos célja olyan új módszerek kidolgozása, amelyek segítik a kémiai reakciók hatékonyabb és fenntarthatóbb irányítását, különösen a környezeti biokémia és az ipari biotechnológia területén.
A projekt hosszú távú hatása várhatóan nem csak a tudományos közösség számára lesz jelentős, hanem ipari alkalmazásokban is hasznosítható eredményeket hoz. Az új módszerek és algoritmusok hozzájárulhatnak a biomedicínához és a biotechnológiai rendszerek fejlesztéséhez, és lehetőséget adnak új, fenntartható megoldások kidolgozására a kémiai reakciók és hálózatok kezelésében.
