Diplomová práce

Reconstructing Boolean Network Models of Systems with Complex Oscillatory Dynamics

Bc. Oto Stanko
Anotace

Táto práca sa zaoberá inferenciou boolovských sietí biologických systémov s komplexnou oscilačnou dynamikou. Práca zavádza jednotný inferenčný proces, ktorý kombinuje viaceré metódy inferencie a zahŕňa rôzne zdroje údajov vrátane ODE modelov, experimentálnych časových rád a formálnych dynamických špecifikácií na konštrukciu booleovských modelov schopných zachytiť nepravidelné oscilácie. Prístup je …více

Abstract

This thesis explores inference of Boolean networks of biological systems with complex oscillatory dynamics. The work introduces a unified inference workflow that combines multiple state-of-the-art methods and incorporates diverse data sources including ODE models, experimental time series, and formal dynamic specifications to construct Boolean models capable of capturing irregular oscillations. The …více

Zadání práce
The general topic of the thesis is the reconstruction and analysis of Boolean Networks reflecting complex oscillatory patterns in the dynamics of biological systems. On the one hand, the thesis will bring a new methodological contribution. On the other hand, the methodology will be evaluated on a case study of real-world biological problems.

The theoretical goal of the thesis is to get familiar with the oscillatory behaviour of several biologically relevant systems and to make an overview of modelling and analysis techniques relevant for oscillatory phenomena. The specific focus is given to logical models of Regulatory Networks, in particular, Boolean Networks. 

In the practical part, the student will design a comprehensive workflow combining several methods to address the inference of Boolean Network models from several types of known information. First, already existing differential models (ODE) of oscillatory phenomena will be considered as the source of initially given information. These models will be used to generate synthetic data complementing the inference procedure. Second, the student will also include available experimental data. Third, the hypothesised properties of the oscillatory dynamics will be formally expressed in a suitable temporal logic. The overall workflow will use and combine all these three types of source information to handle the inference task.

Several examples of concrete systems involving oscillatory dynamics will be considered for evaluating the proposed workflow. In particular, the student will consider systems of the bovine estrous cycle and the human menstrual cycle that he has studied in his previous research. Based on the achieved results the student will discuss the advantages and potential drawbacks of the proposed workflow.
Práce zkontrolována:
22. 5. 2025 09:34, doc. RNDr. David Šafránek, Ph.D., učo 3159
Jazyk práce
angličtina angličtina
Termín obhajoby
20. 6. 2025
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

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

Oponent

RNDr. Matej Troják, Ph.D., učo 410129
abs FI MU

Konzultant

prof. Susanna Röblitz, Ph.D.

Masarykova univerzita Fakulta informatiky
Plán
Bioinformatika a systémová biologie
  • 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.