J 2009

On Algorithmic Analysis of Transcriptional Regulation by LTL Model Checking

BARNAT, Jiří, Luboš BRIM, Ivana ČERNÁ, Sven DRAŽAN, Jana FABRIKOVÁ et. al.

Basic information

Original name

On Algorithmic Analysis of Transcriptional Regulation by LTL Model Checking

Name in Czech

Algoritmická analýza transkripční regulace s využitím metody ověřování modelů

Authors

BARNAT, Jiří (203 Czech Republic, belonging to the institution), Luboš BRIM (203 Czech Republic, belonging to the institution), Ivana ČERNÁ (203 Czech Republic, belonging to the institution), Sven DRAŽAN (203 Czech Republic, belonging to the institution), Jana FABRIKOVÁ (203 Czech Republic, belonging to the institution) and David ŠAFRÁNEK (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution)

Edition

Theoretical Computer Science, 2009, 0304-3975

Other information

Language

English

Type of outcome

Článek v odborném periodiku

Field of Study

10201 Computer sciences, information science, bioinformatics

Country of publisher

Czech Republic

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

References:

Impact factor

Impact factor: 0.943

RIV identification code

RIV/00216224:14330/09:00029225

Organization unit

Faculty of Informatics

UT WoS

000268921500007

Keywords in English

Genetic regulatory network; Piecewise-linear approximation; Model checking

Tags

International impact, Reviewed
Změněno: 2/2/2011 09:33, prof. RNDr. Luboš Brim, CSc.

Abstract

V originále

This paper is focused on the model checking approach for analysis of piecewise-linear deterministic models of genetic regulatory networks. Firstly, the qualitative simulation algorithm of de Jong et.al. that builds the heart of Genetic Network Analyzer (GNA) is revisited and its time complexity is studied in detail. Secondly, a novel algorithm that reduces the state space generation time is introduced. The new algorithm is developed as an abstraction of the original GNA algorithm. Finally, a fragment of linear time temporal logic for which the provided abstraction is conservative is identified. Efficiency of the new algorithm when implemented in the parallel model checking environment is demonstrated on a set of experiments performed on randomly modified biological models. In general, the achieved results bring a new insight into the field of qualitative simulation emerging in the context of systems biology.

In Czech

Článek přináší výsledek v oblasti algoritmické analýzy modelů dynamiky genetických regulačních sítí. Z teoretického hlediska je analyzována (exponenciální) složitost výpočtu de Jongova algoritmu pro kvalitativní analýzu genetických regulačních sítí prostřednictvím metody ověřování modelů. Na základě této analýzy je navržena abstrakce snižující třídu exponenciality časové složitosti výpočtu. V článku je rovněž identifikován fragment lineární temporální logiky, pro nějž je navrhovaná abstrakce systému konzervativní. V praktické části článku jsou prezentovány experimenty na nichž je porovnána původní verze algoritmu s verzí abstrahovanou.

Links

GA201/09/1389, research and development project
Name: Verifikace a analýza velmi velkých počítačových systémů
Investor: Czech Science Foundation, Verification and Analysis of Large-Scale Computer Systems
MSM0021622419, plan (intention)
Name: Vysoce paralelní a distribuované výpočetní systémy
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Highly Parallel and Distributed Computing Systems