Anti-windup strategies for biomolecular control systems facilitated by model reduction theory for sequestration networks | Science Advances
Abstract
Robust perfect adaptation, a system property whereby a variable adapts to persistent perturbations at steady state, has been recently realized in living cells using genetic integral controllers. In certain scenarios, such controllers may lead to “integral windup,” an adverse condition caused by saturating control elements, which manifests as error accumulation, poor dynamic performance, or instabilities. To mitigate this effect, we here introduce several biomolecular anti-windup topologies and link them to control-theoretic anti-windup strategies. This is achieved using a novel model reduction theory that we develop for reaction networks with fast sequestration reactions. We then show how the anti-windup topologies can be realized as reaction networks and propose intein-based genetic designs for their implementation. We validate our designs through simulations on various biological systems, including models of patients with type I diabetes and advanced biomolecular proportional-integral-derivative (PID) controllers, demonstrating their efficacy in mitigating windup effects and ensuring safety.
Moscow.media
Частные объявления сегодня
“Кирилл Вечер & Tassy”–музыкальный дуэт из Владимирской области.
Представители СЛД «Узловая» филиала «Московский» компании «ЛокоТех-Сервис» поощрены наградами Дорпрофжела
Финальная в сезоне «Гонка Героев» в Москве. Партнер – ENERGY
XVI Международный военно-музыкальный фестиваль «Спасская башня» пройдет на Красной площади
Chloé представил рекламную кампанию новой зимней коллекции
Российская туристка в Турции вышла из отеля и пропала: начались поиски россиянки
Гастроэнтеролог Садыков: персики — сладкое лекарство от осени
Свобода или ограничения? Диспансерное наблюдение у врача-психиатра-нарколога в вопросах и ответах
WATCH: JD Vance voices stunning quote likening Kamala to infamous American criminal
Lewis Hamilton reveals F1 retirement plan as he admits ‘I don’t know how much longer I can go’ ahead of Ferrari move
Women's T20 WC may be shifted out to UAE; Bangladesh still keen to host
Dricus du Plessis asks if Sean Strickland wants to ‘cry again,’ says Robert Whittaker more deserving of title shot
Более 50 студентов и школьников старших классов этим летом были трудоустроены на Уссурийский ЛРЗ
Виновник смертельного ДТП у ТЦ "Алатырь" вернулся в Свердловскую область
“Кирилл Вечер & Tassy”–музыкальный дуэт из Владимирской области.
На старом Зейском мосту в Благовещенске введен реверс
Masters of Albion — Питер Молиньё анонсировал духовного наследника всех своих игр
How to watch the Future Games Show's Gamescom showcase today
Закрытый альфа-тест DFUSE пройдёт в конце октября
Тактическая игра Rogue Waters про пиратов выходит в конце сентября
Депутат Гасан Османов подарил родной школе спортивный инвентарь
В Москве скончался генерал-майор Древаль
XVI Международный военно-музыкальный фестиваль «Спасская башня» пройдет на Красной площади
ИТ-заёмщикам — ставки меньше 6%: «Выберу.ру» составил рейтинг лучших ИТ-ипотек в августе 2024 года
Премьеры прошлись по коридорам // Михаил Мишустин и Ли Цян провели переговоры
Разработчики игр и киберспортсмены из РФ столкнулись с новым сбором в Сети
Более 50 студентов и школьников старших классов этим летом были трудоустроены на Уссурийский ЛРЗ
Врач Николаева предупредила о вреде гречки в вечернее время
Представители СЛД «Узловая» филиала «Московский» компании «ЛокоТех-Сервис» поощрены наградами Дорпрофжела
Врач рассказал, почему опасно есть гречку вечером
"Самый звездный состав". Эксперт о том, что дадут Алтаю Суперфиналы по шахматами
Юный стрелок из Якутии стал победителем первенства России
Премьеры прошлись по коридорам // Михаил Мишустин и Ли Цян провели переговоры
Медведев показал, как его семью встретили в Нью-Йорке перед US Open. Видео
Соболенко выиграла шестой «тысячник» в карьере
Карацев победил Куако на старте квалификации US Open — 2024
Соболенко стала победительницей турнира категории WTA 1000 в Цинциннати
"Самый звездный состав". Эксперт о том, что дадут Алтаю Суперфиналы по шахматами
Шить и не тужить. Как «АиФ» организовал производство школьных футболок
Казахстан призвал Белоруссию к объективности после критических высказываний Лукашенко
Премьеры прошлись по коридорам // Михаил Мишустин и Ли Цян провели переговоры
Музыкальные новости
Mash: Лариса Долина намерена вернуть квартиру в Москве через суд
Певица Бузова заявила, что ремейки советских фильмов привлекают внимание молодежи
Суд отклонил жалобу по иску третьей жены Градского на получение наследства
Прослушивания Яндекс Музыка.
Премьеры прошлись по коридорам // Михаил Мишустин и Ли Цян провели переговоры
Группа компаний DARS начинает два новых проекта в Хабаровске
ИТ-заёмщикам — ставки меньше 6%: «Выберу.ру» составил рейтинг лучших ИТ-ипотек в августе 2024 года
XVI Международный военно-музыкальный фестиваль «Спасская башня» пройдет на Красной площади
Премьеры прошлись по коридорам // Михаил Мишустин и Ли Цян провели переговоры
Сергей Собянин: Обеспечим высокое качество медпомощи
Псковские специалисты завершили обучение в Музее Победы
"Краснодар" обыграл "Пари Нижний Новгород" в матче РПЛ
В России могут подешеветь электрокары: с чем это связано
Пожар в Москве в миллионы: Главный подозреваемый – ребёнок
В Москве мальчик поджег парковку с десятью автомобилями
Три автомобиля столкнулись на шоссе Энтузиастов в Москве
Публицист Белов: Баку оказался для Москвы большим союзником, чем все «братья»
Аксенов уверен, что Путин поможет Крыму деньгами на переправу
Путин заявил о планах сотрудничества России и Китая на многие годы вперед
Путин принял в Кремле премьера Госсовета КНР Ли Цяна
Осужденный за участие в "московских протестах" Константин Котов привлечен по делу о донатах ФБК
Педиатр Николаева предупредила об опасности гречки для людей с проблемами ЖКТ
Ранний подъём и его влияние на здоровье: что говорит Станислав Кондрашов?
Гигиенист клиники «Мегастом» Инна Гришина: что делать при воспалении десен
Врач Николаева рассказала о вреде гречки
Пентагон ответил на критику Зеленского в связи с поставками оружия Киеву
Финальные защиты ArtMasters пройдут в Москве и Нижнем Новгороде
Тюкавин и Кордоба не готовы к яркому футболу — в Москве снова победит оборона. Прогноз на «Динамо» — «Краснодар»
Теннисистка Дарья Семянова снялась для обложки нового трека Данила Барановского
Росгвардейцы завоевали серебро на международном футбольном турнире в Москве
МИД Казахстана в ответ на критику Лукашенко призвал Минск к объективности
Собянин рассказал об атаке БПЛА
Сергей Собянин. Главное за день
Собянин: В Программу реновации включили еще восемь площадок
Сергей Собянин: Обеспечим высокое качество медпомощи
Четвертый месяц лета: синоптики сделали заявление - холода наконец-то уйдут
Сколько электромобилей в каждом регионе?
Синоптик Шувалов рассказал, сколько в Москве продержится аномально теплая погода
Июльские значения: аномальную жару прогнозируют в ряде регионов России
Премьеры прошлись по коридорам // Михаил Мишустин и Ли Цян провели переговоры
Контейнерные перевозки по инфраструктуре АО «АК «ЖДЯ» продолжают расти
Три автомобиля столкнулись на шоссе Энтузиастов в Москве
"Самый звездный состав". Эксперт о том, что дадут Алтаю Суперфиналы по шахматами
Экспедиция ВИР продолжает исследование растительных культур Поморья
Портативный сканер штрих-кодов Heroje H133U на базе CMOS-матрицы
В Архангельской области ожидается усиление ветра до 18 м/с
Святейший Патриарх Московский и всея Руси посетил Соловки
22 августа телевизионная мачта в Оренбурге окрасится в цвета триколора
Выставка-гордость «Курская дуга: символ мужества и героизма»
«Сократил путь к западному побережью». Крым обрастает новыми дорогами
Выставка зрительских симпатий «И в каждом кадре скрыто мастерство»
Суд Петербурга продлил задержание разыскиваемого США гражданина Израиля
Дань в моде: игровой бизнес теряет доход от нового сбора в Steam
«Аномальная жара вернется, но с новым сюрпризом». Синоптики сказали, что скоро придет
Осужденный экс-полковник МВД Захарченко просит Путина об отправке на СВО