Diplomová práce

Towards Practical Identification of Asynchronous Boolean Networks

Bc. Ondřej Lošťák
Anotace

Systémová biologie je mezioborem biologie, matematiky a informatiky a představuje posun od tradičních experimentálních přístupů pomocí holistického chápání genových, proteinových a biochemických sítí. Tento obor zlepšuje naše chápání komplexních onemocnění, podporuje objevování léků a personalizovanou medicínu a díky analýze biologických systémů a rozsáhlých dat pohání inovace v syntetické biologii …více

Abstract

Systems biology is an intersection of biology, mathematics, and computational science, marking a shift from traditional experimental approaches by holistically understanding gene, protein, and biochemical networks. This field enhances our grasp of complex diseases, propels drug discovery and personalized medicine, and drives synthetic biology innovations through its analysis of biological systems and …více

Zadání práce

The topic of the thesis targets the general problem of systems identification specialised to the context of discrete-time discrete-value dynamical systems represented by means of Boolean Networks (BNs) with asynchronous update. BNs represent a widely used formalism for describing emergent behaviour of complex systems, i.e., gene regulatory networks. Although inference of Boolean Network models is a well-studied topic in the case of synchronous semantics of node updates. However, not much has been done in the case of BNs with asynchronous update which are supposed to be more significant for modelling of real-world systems.

The general goal of the thesis is to contribute to the problem of identification of update functions determining the asynchronous dynamics of the Boolean Network from time-series and possibly also steady-state data provided that the basic structure of the network is known.

In the theoretical part, the student will establish the concept of systems identification from the perspective of asynchronous Boolean Networks and will identify the problems of practical identifiability of systems represented as Boolean Networks with partial knowledge of update functions. In the practical part, the student will propose an algorithmic solution that will improve the practical indetification of Boolean Models from particular types of experimental data. The proposed solution will be evaluated on several (small scale) examples.

The prototype software developed for the purpose of this thesis will primarily serve as an experimental framework that will provide fast incorporation of various inference algorithms.

Práce zkontrolována:
17. 12. 2023 11:23, doc. RNDr. David Šafránek, Ph.D., učo 3159
Jazyk práce
angličtina angličtina
Termín obhajoby
8. 2. 2024
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

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.