Gillespie 随机模拟算法附matlab代码

简介: Gillespie 随机模拟算法附matlab代码

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⛄ 内容介绍

Gillespie 算法是仿真均匀化学动力系统的一种标准算其一般步骤可以概述如下

⛄ 部分代码

function ssa_example()

% Simulate a two-state model of gene expression

import Gillespie.*


%% Reaction network:

%   1. transcription:       0       --kR--> mRNA

%   2. translation:         mRNA    --kP--> mRNA + protein

%   3. mRNA decay:          mRNA    --gR--> 0

%   4. protein decay:       protein --gP--> 0


%% Rate constants

p.kR = 0.1;%0.01;      

p.kP = 0.1;%1;                    

p.gR = 0.1;                        

p.gP = 0.002;


%% Initial state

tspan = [0, 10000]; %seconds

x0    = [0, 0];     %mRNA, protein


%% Specify reaction network

pfun = @propensities_2state;

stoich_matrix = [ 1  0    %transcription

                 0  1    %translation

                -1  0    %mRNA decay

                 0 -1 ]; %protein decay


%% Run simulation

[t,x] = directMethod(stoich_matrix, pfun, tspan, x0, p);

%[t,x] = firstReactionMethod(stoich_matrix, pfun, tspan, x0, p);


%% Plot time course

figure();

stairs(t,x); set(gca,'XLim',tspan);

xlabel('time (s)');

ylabel('molecules');

legend({'mRNA','protein'});

end

function a = propensities_2state(x, p)

% Return reaction propensities given current state x

mRNA    = x(1);

protein = x(2);

a = [p.kR;            %transcription

    p.kP*mRNA;       %translation

    p.gR*mRNA;       %mRNA decay

    p.gP*protein];   %protein decay

end

⛄ 运行结果

⛄ 参考文献

[1] Argoti A ,  Fan L T ,  Cruz J , et al. Introducing stochastic simulation of chemical reactions using the gillespie algorithm and MATLAB: Revisited and augmented[J]. Chemical Engineering Education, 2008, 42(1):35-46.

[2]张雄雄, 周永华, 艾矫燕. 基于Gillespie算法及膜系统的藻类生长建模[J]. 计算机仿真, 2019(2):4.

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