PA054 Formální modely v systémové biologii

Fakulta informatiky
jaro 2010
Rozsah
2/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
doc. RNDr. David Šafránek, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. Ing. Václav Přenosil, CSc.
Katedra strojového učení a zpracování dat – Fakulta informatiky
Rozvrh
Pá 14:00–15:50 B411
Předpoklady
Předmět předpokládá elementární znalosti formálních metod získané během bakalářského studia. Jedná se o doplňující mezioborový kurz. Kurz je doporučen pro studenty oboru Bioinformatika.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Po absolvování tohoto kurzu bude student schopen: aplikovat informatické a matematické metody, principy a nástroje v moderním systémovém výzkumu v biologii; porozumět systémovému pohledu na biologický systém; uplatnit formálních metody pro modelování biologických systémů; použít vhodné nástroje k řešení zadaného biologického problému.
Osnova
  • Předmět, průběh a cíl výzkumu v systémové biologii.
  • Modelování mechanismů řídících živý organismus: deterministický vs. nedeterministický model, spojitý vs. diskrétní model, modely s neurčitostí, aproximace a abstrakce, simulace a analýza modelu.
  • Spojité deterministické modely: aproximace nelineárních spojitých modelů, diskrétní abstrakce konečně-stavovými automaty.
  • Diskrétní deterministické modely: Boolovské sítě, Petriho sítě, hybridní modely.
  • Diskrétní nedeterministické modely: Markovovy řetězce, stochastické Petriho sítě, stochastický Pi-Calculus.
  • Metoda ověřování modelů (model checking): využití při validaci, vlastnosti in silico modelu vs. experimenty in vivo/in vitro, bástroje pro ověřování modelů.
  • Modely s neurčitostí: zjišťování parametrů, robustnost.
Literatura
  • ALON, Uri. An Introduction to Systems Biology: Design Principles of Biological Circuits. Chapman & Hall/Crc, 2006. info
  • Computational modeling of genetic and biochemical networks. Edited by James M. Bower - Hamid Bolouri. Cambridge: Bradford Book, 2001, xx, 336. ISBN 0262524236. info
  • YEARGERS, Edward K., Ronald W. SHONKWILER a James V. HEROD. An introduction to the mathematics of biology : with computer algebra models. Boston: Birkhäuser, 1996, x, 417 s. ISBN 0-8176-3809-1. info
  • GUTFREUND, H. Kinetics for the life sciences : receptors, transmitters and catalysts. 1st pub. Cambridge: Cambridge University Press, 1995, xi, 346. ISBN 052148586X. info
Výukové metody
pravidelné přednášky, skupinové projekty, nepovinné domácí úlohy
Metody hodnocení
ustní zkouška (60%), semestrální projekt (40%)
Vyučovací jazyk
Angličtina
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2011, jaro 2012, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.