Mathematical modeling of folate-related processes in human placenta

Aim. Description the folate-related processes in the human placenta using the stoichiometric model and investigation the system’s behavior under various conditions. Methods. The model is based on the stoichiometry of the reactions of the folate-related processes at steady state conditions and constructed using CellNetAnalyzer. Behavior of the system is described by elementary flux modes and control-effective fluxes depending on the activity of methylenetetrahydrofolate reductase and methionine synthase and input methionine flux. Results. Change in methylenetetrahydrofolate reductase activity causes a decrease in fluxes through the main routes of homocysteine elimination and increases the need for 5-methyltetrahydrofolate. Methionine synthase inactivation reduces 5-methyltetrahydrofolate consumption and increases the flux through the taurine syn-thesis. Lack of methionine leads to increased 5-methyltetrahydrofolate consumption, reduced homocysteine concentration and reduces the fluxes through the methionine cycle. Conclusions. Analysis of model functioning has shown the compliance of system’s functioning changes with the clinic parameters. There is evidence that the homocysteine level as a marker of folate-related processes functioning of is not sufficient to justify the therapy.Мета. Описати фолат-залежні процеси в плаценті людини за допомогою стехіометричної моделі і дослідити поведінку системи за різних умов. Методи. Модель створено на основі стехіометрії реакцій фолат-залежних процесів, що перебувають у стаціонарному стані, з використанням програми CellNetAnalyzer. Поведінку системи охарактеризовано через елементарні моди і коефіцієнти контролю за потоками залежно від активності метилентетрагідрофолат-редуктази і метіонінсинтази і надходження метіоніну. Результати. Зміна активності метилентетрагідрофолат-редуктази спричиняє зниження потоків через основні шляхи елімінації гомоцистеїну та збільшення потреби у 5-метилтетра-гідрофолаті. Інактивація метіонінсинтази зменшує споживання 5-метилтетрагідрофолату і збільшує потоки через реакції синтезу таурину. Брак метіоніну призводить до зростання споживання 5-метилтетрагідрофолату, зменшення вмісту гомоцистеїну та зниження потоків через реакції метіонінового циклу. Висновки. Аналіз функціонування моделі виявив відповідність змін у функціонуванні системи клінічним показникам. Але є свідоцтва того, що рівень гомоцистеїну як маркера функціонування фолат-залежних процесів є недостатнім для призначення обгрунтованої терапії.Мета. Описати фолат-залежні процеси в плаценті людини за допомогою стехіометричної моделі і дослідити поведінку системи за різних умов. Методи. Модель створено на основі стехіометрії реакцій фолат-залежних процесів, що перебувають у стаціонарному стані, з використанням програми CellNetAnalyzer. Поведінку системи охарактеризовано через елементарні моди і коефіцієнти контролю за потоками залежно від активності метилентетрагідрофолат-редуктази і метіонінсинтази і надходження метіоніну. Результати. Зміна активності метилентетрагідрофолат-редуктази спричиняє зниження потоків через основні шляхи елімінації гомоцистеїну та збільшення потреби у 5-метилтетрагідрофолаті. Інактивація метіонінсинтази зменшує споживання 5-метилтетрагідрофолату і збільшує потоки через реакції синтезу таурину. Брак метіоніну призводить до зростання споживання 5-метилтетрагідрофолату, зменшення вмісту гомоцистеїну та зниження потоків через реакції метіонінового циклу. Висновки. Аналіз функціонування моделі виявив відповідність змін у функціонуванні системи клінічним показникам. Але є свідоцтва того, що рівень гомоцистеїну як маркера функціонування фолат-залежних процесів є недостатнім для призначення обгрунтованої терапії

On the N=1 super Liouville four-point functions

We construct the four-point correlation functions containing the top component of the supermultiplet in the Neveu-Schwarz sector of the N=1 SUSY Liouville field theory. The construction is based on the recursive representation for the NS conformal blocks. We test our results in the case where one of the fields is degenerate with a singular vector on the level 3/2. In this case, the correlation function satisfies a third-order ordinary differential equation, which we derive. We numerically verify the crossing symmetry relations for the constructed correlation functions in the nondegenerate case.Comment: 23 page

Form factors of exponential fields for two-parametric family of integrable models

A two-parametric family of integrable models (the SS model) that contains as particular cases several well known integrable quantum field theories is considered. After the quantum group restriction it describes a wide class of integrable perturbed conformal field theories. Exponential fields in the SS model are closely related to the primary fields in these perturbed theories. We use the bosonization approach to derive an integral representation for the form factors of the exponential fields in the SS model. The same representations for the sausage model and the cosine-cosine model are obtained as limiting cases. The results are tested at the special points, where the theory contains free particles.Comment: 37 pages, 3 figures; some misprints corrected; Eq. (B.12b) correcte

Free boson formulation of boundary states in W_3 minimal models and the critical Potts model

We develop a Coulomb gas formalism for boundary conformal field theory having a $W$ symmetry and illustrate its operation using the three state Potts model. We find that there are free-field representations for six $W$ conserving boundary states, which yield the fixed and mixed physical boundary conditions, and two $W$ violating boundary states which yield the free and new boundary conditions. Other $W$ violating boundary states can be constructed but they decouple from the rest of the theory. Thus we have a complete free-field realization of the known boundary states of the three state Potts model. We then use the formalism to calculate boundary correlation functions in various cases. We find that the conformal blocks arising when the two point function of $\phi_{2,3}$ is calculated in the presence of free and new boundary conditions are indeed the last two solutions of the sixth order differential equation generated by the singular vector.Comment: 25 page

On the motifs distribution in random hierarchical networks

The distribution of motifs in random hierarchical networks defined by nonsymmetric random block--hierarchical adjacency matrices, is constructed for the first time. According to the classification of U. Alon et al of network superfamilies by their motifs distributions, our artificial directed random hierarchical networks falls into the superfamily of natural networks to which the class of neuron networks belongs. This is the first example of ``handmade'' networks with the motifs distribution as in a special class of natural networks of essential biological importance.Comment: 7 pages, 5 figure

Parafermionic polynomials, Selberg integrals and three-point correlation function in parafermionic Liouville field theory

In this paper we consider parafermionic Liouville field theory. We study integral representations of three-point correlation functions and develop a method allowing us to compute them exactly. In particular, we evaluate the generalization of Selberg integral obtained by insertion of parafermionic polynomial. Our result is justified by different approach based on dual representation of parafermionic Liouville field theory described by three-exponential model

Electronic Structure and X-Ray Photoelectron Spectra of Some Perovskite Molecular Crystals

It is new study of some molecular crystals with a perovskite structure, whose luminescent, thermochromic, nonlinear optical and dielectric properties provide opportunities for their wide practical application. This paper presents the results of an investigation of the electronic structure and the orbital nature of crystals with the AMX6 formula (where A = Cs, HGu; M = Te, Sb, Ir, Os, Re, W; X = F, Cl, Br). The electronic structure of crystals with Te and Sb atoms was determined by the method of X-ray photoelectron spectroscopy and quantum-chemical modeling within the framework of the density functional theory. We identified the molecular orbitals which are responsible for covalent metal-halogen binding. Also we found that the transition from the 3a1g highest occupied molecular orbital to the 4t1u lowest unoccupied molecular orbital, which corresponds to the states 1T1u and 3T1u, is responsible for the luminescence of the [MX6] 2– anions

The start of systems biology in Ukraine

The first laboratory of Systems Biology in Ukraine (IMBIG NASU) represents a track record of its scientific results. They include the pioneered development of a web-based tool for genome-wide surveys of eukaryotic promoters for the presence of transcription factors binding sites (COTRASIF); the deciphered mechanisms of the fine-tuned and balanced response of primary hepatocytes to interferon alpha levels recorded after partial hepatectomy; the elaboration of a novel method of gene regulatory network inference compatible with GRID environment and the development of a stoichiometric model of folate-related one carbon unit metabolism in human placenta and its application for the characteristics of the system’s behavior as a whole at different human pathologies.Представлено наукові здобутки першої в Україні (ІМБіГ НАН України) лабораторії системної біології. Вони включають створення веб-інструменту для всегеномного пошуку сайтів зв’язування транскрипційних факторів у промоторах евкаріотних генів; розкриття тонко збалансованого механізму відповіді первинних гепатоцитів на дію інтерферону альфа в дозі, зареєстрованій на першому етапі регенерації печінки після часткової гепатектомії; розробку нового методу інференції мережі генної регуляції для його використання в середовищі ГРІД і створення стехіометричної моделі фолатного циклу у плаценті людини для характеристики поведінки системи за різних патологічних станів.Представлены научные наработки первой в Украине (ИМБиГ НАН Украины) лаборатории системной биологии. Они включают создание веб-инструмента для всегеномного поиска сайтов связывания транскрипционных факторов в промоторах эукариотических генов; раскрытие тонко сбалансированного механизма ответа первичных гепатоцитов на действие интерферона альфа в дозе, регистрируемой в печени на раннем этапе после частичной гепатэктомии; разработку нового метода инференции сетей генной регуляции для его использования в среде ГРИД и создание модели фолатного цикла в плаценте человека для характеристики поведения системы при разных патологических состояниях

Ozone decay in chemical reactor for ozone-dynamical disintegration of used tyres

The ozone decay kinetics in the chemical reactor intended for used tyres disintegration is investigated experimentally and theoretically. Ozone was synthesized in barrierless ozonizers based on the streamer discharge. The chemical reactor for tyres disintegration in the ozone-air environment represents the cylindrical chamber, which feeds from the ozonizer by ozone-air mixture with the specified rate of volume flow, and with known ozone concentration. The output of the used mixture, which rate of volume flow is also known, is carried out through the ozone destructor. As a result of ozone decay in the volume and on the reactor walls, and output of the used mixture from the reactor, the ozone concentration in the reactor depends from time. In the paper the analytical expressions for dependence of ozone concentration in the reactor from time and from the parameters of a problem such as the volumetric feed rate, ozone concentration on the input in the reactor, volume flow rate of the used mixture, the volume of the reactor and the area of its internal surface is obtained. It is shown that experimental results coincide with good accuracy with analytical ones.Експериментально і теоретично досліджено кінетику розпаду озону в хімічному реакторі, який було розроблено для розкладання зношених шин. Озон синтезувався у безбар'єрних озонаторах на стримерному розряді. Хімічний реактор для розкладання шин у озоно-повітряному середовищі є циліндричною камерою, в яку від озонатора з певною об'ємною швидкістю подається озоно-повітряна суміш з відомою концентрацією озону. Виведення відпрацьованої суміші, об'ємна швидкість якої відома, здійснюється через деструктор озону. В результаті розпаду озону в об'ємі, на стінках реактора і виведення озоно-повітряної суміші, концентрація озону в реакторі залежить від часу. Одержано аналітичні вирази для залежності концентрації озону у реакторі від часу і від параметрів задачі, таких як: об'ємна швидкість подачі озоно-повітряної суміші на вхід реактора, концентрація озону на вході, об'ємна швидкість виведення відпрацьованої суміші, об'єм реактора і площа його внутрішньої поверхні. Показано, що експериментальні результати з хорошою точністю співпадають з аналітичними.Экспериментально и теоретически исследована кинетика распада озона в химическом реакторе, предназначенном для дезинтеграции изношенных шин. Озон синтезировался в безбарьерных озонаторах на стримерном разряде. Химический реактор для разложения шин в озоно-воздушной среде представляет собой цилиндрическую камеру, в которую от озонатора с определенной объемной скоростью подается озоно- воздушная смесь с известной концентрацией озона. Вывод отработанной смеси, объемная скорость которой известна, осуществляется через деструктор озона. В результате распада озона в объеме, на стенках реактора и вывода озоно-воздушной смеси, концентрация озона в реакторе зависит от времени. Получены аналитические выражения для зависимости концентрации озона в реакторе от времени и от параметров задачи, таких как: объемная скорость подачи озоно-воздушной смеси на вход реактора, концентрация озона на входе, объемная скорость вывода отработанной смеси, объем реактора и площадь его внутренней поверхности. Показано, что экспериментальные результаты с хорошей точностью совпадают с аналитическими

Quantum Group as Semi-infinite Cohomology

We obtain the quantum group $SL_q(2)$ as semi-infinite cohomology of the Virasoro algebra with values in a tensor product of two braided vertex operator algebras with complementary central charges $c+\bar{c}=26$. Each braided VOA is constructed from the free Fock space realization of the Virasoro algebra with an additional q-deformed harmonic oscillator degree of freedom. The braided VOA structure arises from the theory of local systems over configuration spaces and it yields an associative algebra structure on the cohomology. We explicitly provide the four cohomology classes that serve as the generators of $SL_q(2)$ and verify their relations. We also discuss the possible extensions of our construction and its connection to the Liouville model and minimal string theory.Comment: 50 pages, 7 figures, minor revisions, typos corrected, Communications in Mathematical Physics, in pres