A korai evolúció szimulációs modellezése: Infrabiológiai differenciálódás a Metabolikus Replikátor Rendszerben  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
100806
típus K
Vezető kutató Czárán Tamás
magyar cím A korai evolúció szimulációs modellezése: Infrabiológiai differenciálódás a Metabolikus Replikátor Rendszerben
Angol cím Simulation studies on prebiotic evolution: Infrabiological differentiation in the Metabolic Replicator System
magyar kulcsszavak prebiotikus evolúció, infrabiológia, metabolikus replikátor, együttélés, proto-sejt, sejtautomata, diffúziós modell
angol kulcsszavak prebiotic evolution, infrabiology, metabolic replicator, coexistence, protocell, cellular automaton, diffusion model
megadott besorolás
Filogenetika, szisztematika, taxonómia, összehasonlító biológia, ökofiziológia (Komplex Környezettudományi Kollégium)70 %
Elméleti biológia, az élet korai evolúciója (Komplex Környezettudományi Kollégium)30 %
zsűri Ökológia és evolúció
Kutatóhely Növényrendszertani, Ökológiai és Elméleti Biológiai Tanszék (Eötvös Loránd Tudományegyetem)
résztvevők Hubai András Gábor
Könnyű Balázs
Kőrössy Csaba
Szilágyi András
projekt kezdete 2012-01-01
projekt vége 2016-12-31
aktuális összeg (MFt) 25.136
FTE (kutatóév egyenérték) 14.17
állapot aktív projekt





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
A pályázat keretében nagyobbrészt a korai evolúció felszínkötött replikátor közösség együttélési-feltételeinek részletes vizsgálatával és evolúciójával foglalkoztunk matematikai modellek és számítógépes szimulációk segítségével. Ebben a témakörben született 4 kutatási és 2 összefoglaló publikáció rangos nemzetközi folyóiratokban, valamint 3-3 nemzetközi konferencia előadás illetve poszter. A matematikai/szimulációs módszertan továbbá azt is lehetővé tette, hogy más, a fenti témához lazábban kapcsolódó problémákkal is foglalkozhassunk. Így született meg a támogatási időszak alatt az a hiánypótló elméleti könyv, mely az eredeti darwini szemléletmód alapján (újra) egyesíti az ökológiai és evolúciós alapelveket. A matematikai modellezés módszertana az a kapocs, mely néhány további – tematikailag egymástól eltérő – cikk megjelenését is lehetővé tette. Az egyikben gombák szomatikus fúziójának ökológiai és evolúciós hatásait vizsgáltuk [5], a másikban pedig a HIV vírus fehérjéinek proteolitikus hasítási modelljével a vírus érésének dinamikáját tártuk fel, elősegítve ezzel a vírus elleni hatékony gyógyszerek kifejlesztését. A szomatikus fúziós modell némi logikai módosítással és jelentős át-interpretálással humán populációk csoport-dinamikájának, vizsgálatában is hasznosnak bizonyult. A prebiotikus vizsgálataink új irányokban is kiterjesztettük, ezek a prebiotikus replikátorok kompartmentalizációjáról és a prebiotikus reakcióhálózatok modellezéséről szólnak.
kutatási eredmények (angolul)
The project has resulted in 12 publications on the topics for which we applied for funding, 4 related publications based on the methods developed for this project but on different subjects, and 2 papers in preparation. The publications related to our focal topic of prebiotic ribozyme evolution on mineral surfaces are 4 research papers, 2 reviews, all of them published in international journals of high impact, 3 oral presentations and 3 posters presented at international conferences. We have co-authored a theoretical textbook on ecological and evolutionary processes, relying on the mathematical and simulation methodologies used in the project. The book re-interprets ecological principles on Darwinian grounds and builds the foundations of a coherent theory of ecology. The common methodology connects 3 other publications to this project: one is on the ecological and evolutionary consequences of somatic fusion in fungi, the other is an extension of that model to human cooperation and group dynamics, with a slight logical modification and a thorough re-interpretation of the fungal model. The third one is on the dynamics of HIV viral infections based on a proteolysis model of viral peptides, leading to proposals on a way to combat the infection. Extensions of the prebiotic studies include promising mechanisms to produce replicator compartmentalization and the explicit modelling of metabolic reaction networks. The first two corresponding publications are being prepared.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=100806
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
Könnyű B, Czárán T: Phenotype/genotype sequence complementarity and prebiotic replicator coexistence in the Metabolically Coupled Replicator System., BMC Evolutionary Biology 14: 234, 2014. doi:10.1186/s12862-014-0234-8, 2014
Czaran, T., Hoekstra RF. & Aanen, D.: Selection against somatic parasitism can maintain allorecognition in fungi, Fungal Genet Biol. 73C:128-137. DOI: 10.1016/j.fgb.2014.09.01, 2014
Könnyű B, Czárán T.: Template directed replication supports the maintenance of the Metabolically Coupled Replicator System, 2nd ISSOL – The International Astrobiology Society and Bioastronomy (IAU CSI) Joint International Conference 6-11 July, 2014, Nara, Japan, 2014
Könnyű B, Czárán T: Template directed replication supports the maintenance of the Metabolically Coupled Replicator System, Origin of Life and Evolution of Biosphere (in press), 2014
Á. Kun, A. Szilágyi, B. Könnyű, G. Boza, I. Zachar, E. Szathmáry.: The dynamics of RNA world: insight and challenges., Annals of the New York Academy of Science 1341: 75-95. doi: 10.1111/nyas.12700, 2015
T. Czárán, B. Könnyű, E. Szathmáry: Metabolically Coupled Replicator Systems: Overview of an RNA-world model concept of prebiotic evolution on mineral surfaces., Journal of Theoretical Biology 381: 39-54, doi:10.1016/j.jtbi.2015.06.002, 2015
B. Könnyű, T. Czárán: Template directed replication supports the maintenance of the Metabolicallly Coupled Replicator System., Origins of Life and Evolution of Biosphere 45: 105-112. doi: 10.1007/s11084-015-9409-6, 2015
B. Könnyű, A. Szilágyi, T. Czárán: In silico rybozym evolution in a metabolically coupled RNA population., Biology Direct 10: 30, doi: 10.1186/s13062-015-0049-6, 2015
B. Könnyű, A. Szilágyi, T. Czárán: In silico rybozym evolution in a metabolically coupled RNA population., 7th WIVACE 2015: the Workshop on Artificial Life and Evolutionary Computation. 22. September – 25. September Bari. Italy. Conference publication p. 61, 2015
L Pásztor, Z Botta-Dukát, G Magyar, T Czárán and G Meszéna: Theory-based ecology. A Darwinian approach, Oxford University Press UK, 2016
T Czárán and DK Aanen: The early evolution of cooperation in humans. On cheating, group identity and group size., BEHAVIOUR 153: 1247–1266, DOI 10.1163/1568539X-00003337, 2016
B Könnyű, A Szilágyi, T Czárán: In silico rybozyme evolution in a metabolically coupled RNA population, Poster at the Czech Chemical Society Symposium Series 3 & CMST COST Action CM1304 Conference SysChem 8 – 12. May 2016 Valtice Chateau, Czech Republic, 2016
B Könnyű, K Ruiz-Mirazo, T Czárán, E Szathmáry: The co-evolution of membranes, metabolism and membrane channels within prebiotic vesicle: research proposal, COST Action Meeting on Emergence and Evolution of Complex Chemical Systems.21-22 November 2014, Pullach, Germany, 2014
Könnyű, B. & Czárán, T.: Spatial aspects of coexistence and stability in a metabolically coupled replicator system on mineral surfaces, in prep., 2013
Könnyű B, Sadiq SK, Turányi T, Hírmondó R, Müller B, Kräusslich H-G, Coveney PV, Müller V: Gag-Pol processing during HIV-1 virion maturation: A Systems Biology approach, PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY 9(6): e1003103, 2013, doi:10.1371/journal.pcbi.1003103, 2013
Könnyű, B. and Czárán, T.: Spatial aspects of prebiotic replicator coexistence and community stability in a surface-bound RNA world model, BMC Evolutionary Biology 2013, 13:204 http://www.biomedcentral.com/1471-2148/13/204, 2013





 

Projekt eseményei

 
2016-07-19 15:15:29
Résztvevők változása
2016-04-28 15:37:55
Résztvevők változása




vissza »