Master's thesis
Awards: Dean's Award for an Outstanding Final Thesis

Efficient Analysis of Boolean Networks under Parameter Uncertainty

Efektivní analýza boolovských sítí s neurčitostí parametrů

Bc. Juraj Kolčák, UČO 374377
Abstract

Modelování buněčných regulačních procesů je v rámci systémové biologie důležité nicméně mnohdy velice náročné jelikož informace o jednotlivých interakcích na molekulární úrovni jsou málokdy dostupné. I proto pracujeme s jenom částečně specifikovanými modely - parametrizovanými booleovskými sítěmi, kde je neznalost reprezentována kombinacemi hodnot parametrů - parametrizacemi. Parametrizované modely …more

Abstract

Modelling of cellular regulatory processes is central, but often very difficult task of systems biology as information about individual molecular interactions is rarely available. We therefore work with partially specified models -- parametrised Boolean networks, where the unknown is represented by multiple different value assignments to model parameters -- parametrisations. Parametrised models generally …more

Thesis description

The topic of this thesis is a novel contribution to the problem of automated analysis of Boolean networks dynamics under uncertainty of logical parameters. Parametrised Boolean networks are considered where the parameter space is defined by unknown target levels of regulatory interactions. Recently, there have been proposed several results that employed coloured or symbolic model checking. In this thesis, a specific focus is given to attractors and their reachability which are of strong interest in systems biology.

In the first part, the goal of the thesis is to define formally the problem of attractors identification and their reachability in the setting with unknown parameters. This part will include analysis of the problem complexity.

In the second part, the goal is to investigate encoding of boolean networks by means of place/transition Petri nets. In this framework, the problem of reachable attractors identification will be reformulated and the notion of finite unfoldings will be extended to parametrised setting. The main part of the thesis is to explore the possibility of employing the Petri net unfoldings for efficient analysis of attractors.

The theoretical results will be supplemented with adequate algorithms and their prototype implementation. Based on these, empirical evaluation will be conducted on several biologically-relevant case studies.

The thesis has been checked:
30/5/2016 12:58, doc. RNDr. David Šafránek, Ph.D., UČO 3159
Language used
English English
Defence date
30/6/2016
The thesis was defended successfully

Supervisor

doc. RNDr. David Šafránek, Ph.D., UČO 3159
KSUZD FI MU

Reader

Loïc Paulevé

Masaryk University Faculty of Informatics
Programme
Informatics
Field of Study

Theses on a related topic

List of theses with an identical keyword.

  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.