文献

J-GLOBAL ID：201702266115433861   整理番号：17A1536407

化学マスタ方程式の定常解に対する有限状態射影アルゴリズム

A finite state projection algorithm for the stationary solution of the chemical master equation

著者 (3件)： Gupta Ankit (Department of Biosystems Science and Engineering, ETH Zurich Mattenstrasse, 26 4058 Basel, Switzerland) ,  Mikelson Jan (Department of Biosystems Science and Engineering, ETH Zurich Mattenstrasse, 26 4058 Basel, Switzerland) ,  Khammash Mustafa (Department of Biosystems Science and Engineering, ETH Zurich Mattenstrasse, 26 4058 Basel, Switzerland)
資料名： Journal of Chemical Physics  (Journal of Chemical Physics)
巻： 147  号： 15  ページ： 154101-154101-23  発行年： 2017年10月21日 
JST資料番号： C0275A  ISSN： 0021-9606  CODEN： JCPSA6  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 化学マスター方程式(CME)は,コピー数の少ない生体分子種に起因する確率的変動の影響を定量化するために,システム生物学において頻繁に使用される。CMEは,確率的反応動力学の状態空間における各母集団ベクトルの確率密度の進化を記述する常微分方程式のシステムである。関心のある多くの例については,この状態空間は無限大であり,CMEの正確な解を得ることは困難である。この問題に対処するために,有限状態射影(FSP)アルゴリズムがMunskyおよびKhammash[J.Chem.Phys.124(4),044104(2006)]により開発されて,状態空間の切り捨てによってCMEに近似解を与える。FSPは有限の期間にわたって良好に機能するが,しばしばシステム生物学に関心があるCMEの定常解の見積りには使用できない。本稿の目的は,切り捨て状態空間上の連続時間Markov連鎖の定常分布を生じる有限線形代数系を解くことによって,CMEの定常解の正確な近似を取得可能とする定常FSP(sFSP)と呼ばれるFSPのバージョンを開発することである。sFSPに起因する近似誤差の境界を導出し,一定の安定条件の下では,切り捨て状態空間を適切に拡張してこれらの誤差を任意に小さくできることを立証した。sFSP法を説明するためのいくつかの例を提供し,定常分布を推定する効率を実証した。特に,sFSP法の量子化されたテンソル-トレイン実装を用いると,100×10⁶状態を超える問題を効率的に解決できることを示した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *射影 ,  *マスタ方程式 ,  分子 ,  *解 ,  *アルゴリズム ,  反応速度論 ,  母集団 ,  確率密度 ,  常微分方程式 ,  量子化 ,  生物学
準シソーラス用語： マスター方程式 ,  生体分子 ,  *定常解 ,  反応動力学 ,  システム生物学

分類 (1件)： 理論生物学一般  (EA02010D)

タイトルに関連する用語 (5件)： 化学 ,  マスタ方程式 ,  定常解 ,  射影 ,  アルゴリズム