МЕТОД АНАЛИЗА ПРЕДСКАЗАТЕЛЬНОЙ СИЛЫ МОДЕЛИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С НИЗКОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬЮ К ПАРАМЕТРАМ

摘要

Неоднозначность оценок параметров модели биологической системы может являться следствием низкой чувствительности модели к пертурбациям входных данных (параметров), что математически отражает биологические механизмы робастности. Нами разработан новый метод оценки предсказательной силы модели в условиях неопределенности оценивания параметров. Под предсказаниями мы понимаем правильное воспроизведение моделью поведения системы при изменении входных данных и параметров. Метод основан на анализе относительной чувствительности решения, полученного подгонкой к данным, к параметрам предсказываемой модели. Наш подход продемонстрирован на примере модели формирования паттерна экспрессии мРНК гена hb у эмбриона дрозофилы и ее способности предсказания паттерна hb в нуль-мутанте по гену Кг. Нелинейный характер системы моделируется насыщающей сиг-моидной функцией, что является причиной низкой чувствительности. Метод позволяет оценить предсказательную силу модели и вскрыть причины плохих предсказаний, а также выбрать релевантный с точки зрения предсказаний уровень детализации модели.