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
předmět má 18 mateřských oborů, zobrazit
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. Online. Chapman & Hall/Crc, 2006, [citováno 2024-04-23] info
  • Computational modeling of genetic and biochemical networks. Online. Edited by James M. Bower - Hamid Bolouri. Cambridge: Bradford Book, 2001. xx, 336. ISBN 0262524236. [citováno 2024-04-23] info
  • YEARGERS, Edward K., Ronald W. SHONKWILER a James V. HEROD. An introduction to the mathematics of biology : with computer algebra models. Online. Boston: Birkhäuser, 1996. x, 417 s. ISBN 0-8176-3809-1. [citováno 2024-04-23] info
  • GUTFREUND, H. Kinetics for the life sciences : receptors, transmitters and catalysts. Online. 1st pub. Cambridge: Cambridge University Press, 1995. xi, 346. ISBN 052148586X. [citováno 2024-04-23] 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.