PB050 Modelování a predikce v systémové biologii

Fakulta informatiky
podzim 2010
Rozsah
1/1. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
RNDr. David Šafránek, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. Ing. Václav Přenosil, CSc.
Katedra strojového učení a zpracování dat - Fakulta informatiky
Rozvrh
Čt 18:00–19:50 B411
Předpoklady
Jedná se o mezioborový kurz vhodný pro rozšíření bakalářských znalostí studentů všech oborů. Kurz je doporučen zejména pro studenty oboru Bioinformatika.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 24 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Absolventi tohoto kurzu budou schopni:
porozumět problematice komplexních modelů biologických procesů;
uplatnit základní informatické a matematické principy v oblasti modelování a analýzy komplexních systémů se specifickým zaměřením na biologické systémy;
efektivně použít volně dostupné softwarové nástroje pro modelování a analýzu biologických procesů;
provádět statickou analýzu rozsáhlých interakčních sítí;
modelovat a analyzovat dynamické vlastnosti interakčních sítí
Osnova
  • Základní pojmy: živý organismus jako systém s přesně definovanou strukturou a chováním, in silico model, abstrakce, simulace a predikce, validace modelu.
  • Zdroje biologických dat: databáze biologických dat, databáze modelů.
  • Specifikace biologického modelu: biologické sítě a dráhy, jazyky SBML a SBGN.
  • Statická analýza biologického modelu: analýza biologické sítě/dráhy jako obecného grafu, pojem motivů a modulů v biologických sítích, použití informatických nástrojů.
  • Modelování a simulace dynamiky biologických systémů: deterministický model chemických reakcí a regulací, predikce dynamických vlastností, použití matematických a informatických nástrojů.
  • Příklady modelů: genetická regulační síť bakterie E. coli, modely syntézy lokomočních orgánů a chemotaxe, stresové modely.
  • Parametrizace modelu, analýza robustnosti a citlivosti parametrů.
Literatura
    doporučená literatura
  • ALON, Uri. An Introduction to Systems Biology: Design Principles of Biological Circuits. : Chapman & Hall/Crc, 2006. info
    neurčeno
  • VRIES, Gerda de. A course in mathematical biology : quantitative modeling with mathematical and computational methods. Philadelphia, Pa.: Society for Industrial and Applied Mathematics, 2006. xii, 309. ISBN 0898716128. info
  • NOBLE, Denis. Music of life : biology beyond the genome. Oxford: Oxford University Press, 2006. xiii, 153. ISBN 9780199295739. info
  • System modeling in cell biology : from concepts to nuts and bolts. Edited by Zoltan Szallasi - Jorg Stelling - Vipul Periwal. Cambridge, Mass.: MIT Press, 2006. xiv, 448. ISBN 0262195488. info
  • Computational modeling of genetic and biochemical networks. Edited by James M. Bower - Hamid Bolouri. Cambridge: Bradford Book, 2001. xx, 336. ISBN 0262524236. info
Výukové metody
pravidelné přednášky, nepovinné domácí cvičení, skupinové projekty
Metody hodnocení
Předmět je zakončen písemnou zkouškou, součástí hodnocení je vypracování semestrálního projektu. Projekt představuje 50% závěrečného hodnocení.
Navazující předměty
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2009, podzim 2011, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019.