Bakalářský předmět aplikované informatiky zaměřený na představení nového systémového přístupu k~biologickému výzkumu mechanismů řídících funkci živého organismu, při němž je výrazně využito matematických a informatických znalostí. Cílem je umožnit studentům uchopit základní informatické a matematické principy a aplikovat je efektivně v moderním systémovém výzkumu v~biologii. Praktické využití probíraných principů a softwarových nástrojů bude průběžně demonstrováno na konkrétním modelu bakterie Escherichia coli. Studenti si osvojí vybrané nástroje v rámci semestrálního projektu, jehož vypracování je součástí požadavků na úspěšné ukončení kurzu.
Historie a zaměření systémové biologie - Základní pojmy - Živý organismus jako systém s přesně definovanou strukturou a chováním - Pojem in silico modelu - Abstrakce - Model jako formální systém - Simulace a predikce - Zdroje biologických dat - Databáze systémově biologických znalostí - Průběh výzkumu v systémové biologii - Uplatnění informatických metod - Specifikace biologického systému - Biologické sítě a dráhy - Jazyk SBML - Statická analýza biologického systému - Analýza biologických sítí a drah - Pojem motivů a obvodů v biologických sítích - Modelování a simulace dynamických dějů uvnitř biologických systémů - Použití matematických a informatických nástrojů - Modelování bakterie Escherichia coli - Genetická regulační síť E. coli - Modely syntézy lokomočních orgánů a chemotaxe - Model reakce na nutriční stres - Model hladovění - Přehled případových studií dalších modelů živých organismů - Validace modelu - Vztah analýzy in silico modelu a experimentální analýzy - Návrh a rekonstrukce biologických systémů - Aplikace v syntetické biologii - Příklad modelové rekonstrukce E. coli
Zadání projektů je zde. Projekt je rovněž možno "ušít na míru", dle dohody studentů s vyučujícím.
Studenti se rozdělí do skupinek po dvou studentech, každá skupinka bude řešit právě jeden projekt, který si vybere. Vypracování projektu bude ohodnoceno max. 120 body, které se rozdělí rovnou měrou mezi řešitelskou dvojici studentů. Během zkouškového období se každá ze skupinek dohodne s vyučujícím na termínu obhajoby projektu.
Studenti mohou získat 60 bodů za semestrální projekt (obhajoba během zkouškového období dle dohody s vyučujícím) a 40 bodů za závěrečný test (proběhne ve zkouškovém období). Studenti mohou navíc získat dodatečné body za vyjímečné aktivity na přednáškách (např. podání referátu na zajímavé téma po dohodě s přednášejícím). Limitem pro úspěšné ukončení předmětu zkouškou bude celkový zisk minimálně 45 bodů. Na kolokvium bude stačit 40 bodů.