J 2020

Executable Biochemical Space for Specification and Analysis of Biochemical Systems

TROJÁK, Matej, David ŠAFRÁNEK, Lukrécia MERTOVÁ a Luboš BRIM

Základní údaje

Originální název

Executable Biochemical Space for Specification and Analysis of Biochemical Systems

Autoři

TROJÁK, Matej (703 Slovensko, domácí), David ŠAFRÁNEK (203 Česká republika, garant, domácí), Lukrécia MERTOVÁ (703 Slovensko, domácí) a Luboš BRIM (203 Česká republika, domácí)

Vydání

PLOS ONE, Public Library of Science, 2020, 1932-6203

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10201 Computer sciences, information science, bioinformatics

Stát vydavatele

Velká Británie a Severní Irsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 3.240

Kód RIV

RIV/00216224:14330/20:00114304

Organizační jednotka

Fakulta informatiky

UT WoS

000571887500085

Klíčová slova anglicky

rule-based; modelling; static analysis

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 29. 4. 2021 08:02, RNDr. Pavel Šmerk, Ph.D.

Anotace

V originále

Computational systems biology provides multiple formalisms for modelling of biochemical processes among which the rule-based approach is one of the most suitable. Its main advantage is a compact and precise mechanistic description of complex processes. However, state-of-the-art rule-based languages still suffer several shortcomings that limit their use in practice. In particular, the elementary (low-level) syntax and semantics of rule-based languages complicate model construction and maintenance for users outside computer science. On the other hand, mathematical models based on differential equations (ODEs) still make the most typical used modelling framework. In consequence, robust re-interpretation and integration of models are difficult, thus making the systems biology paradigm technically challenging. Though several high-level languages have been developed at the top of rule-based principles, none of them provides a satisfactory and complete solution for semi-automated description and annotation of heterogeneous biophysical processes integrated at the cellular level. We present the second generation of a rule-based language called Biochemical Space Language (BCSL) that combines the advantages of different approaches and thus makes an effort to overcome several problems of existing solutions. BCSL relies on the formal basis of the rule-based methodology while preserving user-friendly syntax of plain chemical equations. BCSL combines the following aspects: the level of abstraction that hides structural and quantitative details but yet gives a precise mechanistic view of systems dynamics; executable semantics allowing formal analysis and consistency checking at the level of the language; universality allowing the integration of different biochemical mechanisms; scalability and compactness of the specification; hierarchical specification and composability of chemical entities; and support for genome-scale annotation.

Návaznosti

GA18-00178S, projekt VaV
Název: Diskrétní bifurkační analýza reaktivních systémů
Investor: Grantová agentura ČR, Diskrétní bifurkační analýza reaktivních systémů
MUNI/A/0945/2015, interní kód MU
Název: Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace V.
Investor: Masarykova univerzita, Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace V., DO R. 2020_Kategorie A - Specifický výzkum - Studentské výzkumné projekty
MUNI/A/1050/2019, interní kód MU
Název: Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace IX (Akronym: SV-FI MAV IX)
Investor: Masarykova univerzita, Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace IX, DO R. 2020_Kategorie A - Specifický výzkum - Studentské výzkumné projekty
MUNI/A/1076/2019, interní kód MU
Název: Zapojení studentů Fakulty informatiky do mezinárodní vědecké komunity 20 (Akronym: SKOMU)
Investor: Masarykova univerzita, Zapojení studentů Fakulty informatiky do mezinárodní vědecké komunity 20, DO R. 2020_Kategorie A - Specifický výzkum - Studentské výzkumné projekty