This thesis is concerned with the derivation of bioprocess models intended for engineering purposes. In contrast with other techniques, the methodology used to derive a macroscopic model is based on available intracellular information. This information is extracted from the metabolic network describing the intracellular metabolism. The aspects of metabolic regulation are modeled by representing the metabolism of cultured cells with several metabolic networks.
Here we present a systematic methodology for deriving macroscopic models when such metabolic networks are known. A separate model is derived for each “phase” of the culture. Each of these models relies upon a set of macroscopic bioreactions that resumes the information contained in the corresponding metabolic network.
Such a set of macroscopic bioreactions is obtained by translating the set of Elementary Flux Modes which are well-known tools in the System Biology community. The Elementary Flux Modes are described in the theory of Convex Analysis. They represent pathways across metabolic networks. Once the set of Elementary Flux Modes is computed and translated into macroscopic bioreactions, a general model could be obtained for the type of culture under investigation. However, depending on the size and the complexity of the metabolic network, such a model could contain hundreds, and even thousands, of bioreactions. Since the reaction kinetics of such bioreactions are parametrized with at least one parameter that needs to be identified, the reduction of the general model to a more manageable size is desirable.
Convex Analysis provides further results that allow for the selection of a macroscopic bioreaction subset. This selection is based on the data collected from the available experiments. The selected bioreactions then allow for the construction of a model for the experiments at hand.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:BICfB/oai:ucl.ac.be:ETDUCL:BelnUcetd-11122006-203658 |
| Date | 06 November 2006 |
| Creators | Provost, Agnès |
| Publisher | Universite catholique de Louvain |
| Source Sets | Bibliothèque interuniversitaire de la Communauté française de Belgique |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | text |
| Format | application/pdf |
| Source | http://edoc.bib.ucl.ac.be:81/ETD-db/collection/available/BelnUcetd-11122006-203658/ |
| Rights | unrestricted, J'accepte que le texte de la thèse (ci-après l'oeuvre), sous réserve des parties couvertes par la confidentialité, soit publié dans le recueil électronique des thèses UCL. A cette fin, je donne licence à l'UCL : - le droit de fixer et de reproduire l'oeuvre sur support électronique : logiciel ETD/db - le droit de communiquer l'oeuvre au public Cette licence, gratuite et non exclusive, est valable pour toute la durée de la propriété littéraire et artistique, y compris ses éventuelles prolongations, et pour le monde entier. Je conserve tous les autres droits pour la reproduction et la communication de la thèse, ainsi que le droit de l'utiliser dans de futurs travaux. Je certifie avoir obtenu, conformément à la législation sur le droit d'auteur et aux exigences du droit à l'image, toutes les autorisations nécessaires à la reproduction dans ma thèse d'images, de textes, et/ou de toute oeuvre protégés par le droit d'auteur, et avoir obtenu les autorisations nécessaires à leur communication à des tiers. Au cas où un tiers est titulaire d'un droit de propriété intellectuelle sur tout ou partie de ma thèse, je certifie avoir obtenu son autorisation écrite pour l'exercice des droits mentionnés ci-dessus. |
Page generated in 0.0022 seconds